1916年，史瓦西给出了广义相对论的第一个严格解，描述了最简单天体（静止、不带电、球对称体）周围时空的曲率。 然后，史瓦西发现所有恒星都有史瓦西半径。 如果恒星的实际半径小于其史瓦西半径，那么它就会变成黑洞。
例如，太阳的史瓦西半径为3公里，地球的史瓦西半径为9毫米。 如果我们把太阳的半径压缩到3公里以下，太阳就会变成黑洞； 如果我们将地球半径压缩到9毫米以下物理学家引力，地球也将变成黑洞。
作为一位才华横溢的天文学家，史瓦西非常清楚新广义相对论的引力场方程对天文学家意味着什么。 他以极大的热情很快完成了这些工作，并得到了爱因斯坦的大力支持。 受到赞赏，他的工作也标志着现代黑洞理论研究的开始。
然而，正当我们都以为史瓦西会继续在这一领域进行深入研究，给我们带来更多惊喜时，史瓦西却在1916年5月突然去世了（当时他年仅43岁）。 这让我想起了第一位深刻理解狭义相对论意义的数学大师闵可夫斯基（也是爱因斯坦的大学数学老师）。 他刚刚将爱因斯坦狭义相对论的物理思想几何化。 正当他准备在狭义相对论领域努力奋斗时，1909年突然因急性阑尾炎去世（45岁，现在想想，切阑尾就像切西瓜一样容易）。
史瓦西去世后，这一领域的研究暂时中止。 一方面，当时量子力学的革命正如火如荼地进行，量子力学吸引了众多物理学家的关注； 另一方面，在广义相对论——黑洞领域，理论物理学权威爱因斯坦和天文学权威爱丁顿并不相信存在黑洞这样密度无限的怪物。
奥本海默的工作
1939年，年轻的奥本海默根据广义相对论证明：当一个无压球体在自身引力作用下塌缩到史瓦西半径时，如果此时球体的质量大于临界质量，那么引力塌缩后不可能达到任何稳定状态，只能形成黑洞。
简单来说：如果球体塌陷到史瓦西半径以下（事件视界内），则不再有任何其他力可以与重力竞争，球体除了继续塌陷之外没有其他出路。
奥本海默和斯尼德还利用广义相对论准确地研究了理想球形、不旋转、不辐射的恒星的塌缩过程。 他们通过精确的数学计算得到的公式向我们描述了这样一幅图景：如果我们在远离恒星的地方观看恒星的塌缩，我们会看到当恒星塌缩到事件视界时，它会完全冻结。 如果我们站在恒星表面观察它，我们会看到塌缩很快穿过事件视界，然后迅速塌缩。
这个结论是从广义相对论推导出来的，但当时的大多数物理学家拒绝相信这个结果。 大多数人认为，面对如此强大的引力，广义相对论可能不成立，而且即使它成立，奥本海默的解释也可能不正确。 本来，出现这种事情是很正常的。 物理学家对于接受理论或结论非常谨慎。 但只要出现这种情况，大家都可以坐下来分析讨论，通常很快就能达成。 新的共识。
但关键是那是1939年，二战爆发前夕，我们都知道奥本海默是曼哈顿计划的负责人。 因此，这些物理学家将不再有时间研究黑洞，而必须研究核武器。
黄金年龄
二战和冷战消耗了物理学家太多的精力，直到20世纪60年代和1970年代才迎来了黑洞研究的黄金时代。这个时代有我们熟悉的霍金和彭罗斯。
很多人对黑洞的理解只是：黑洞是一种密度大到连光都无法逃脱的物体。 黑洞内部存在一个密度无限大的奇点。 这种奇点使物理定律失效。
我在上面两篇文章中也说过，要真正解开奇点之谜，用来整合量子力学和广义相对论的量子引力，直接面对这样的奇点实在是太困难了。
然而，与其直接面对奇点，不如研究黑洞其他方面的特性呢？ 比如地平线，比如放射线。
黄金时代的物理学家在这里探索了一些非常有趣的事情。
首先，大家共同努力，发现黑洞是没有毛的：无论黑洞是否有磁场，或者坍缩前是否有不规则的凸起，最终都会形成一个理想的球形非磁化黑洞。
然后，彭罗斯和霍金证明了一个奇点定理（每个黑洞都必须有一个奇点），而彭罗斯也根据自己的直觉认为不存在裸奇点，这意味着所有奇点必须被事件视界包围。 和。 但他无法证明，只能称之为宇宙监督猜想。
接下来，霍金首先发现了面积定理（当两个黑洞合并成一个大黑洞时，新黑洞的事件视界面积一定大于两个原来面积的总和），然后证明了霍金辐射，指出黑洞不只是吃东西。 ，它也会蒸发辐射并变小。 这一发现极大地改变了人们对黑洞的认识。
最后，霍金和彭罗斯这两个英国名字经常出现在上述定理中。 别以为黑洞的重要工作是英国人完成的。 比如著名的霍金辐射，就以霍金的名字命名，因为这个定理是由霍金证明的，但这个想法实际上是由苏联物理学家泽尔多维奇提出的。 霍金只是用数学手段来证明他的想法。 当然，这个证明过程当然也是非常重要的。
英国大学本科阶段主要学习数学，博士阶段只在数学和物理之间进行选择，而美国大学本科阶段可以选择物理。 这样做的结果是，英国物理学家的数学能力比美国和苏联的物理学家更好（因此他们可以完成这么多证明），但他们的物理直觉和对物理本质的把握却较差。
结论
黄金时代过后，黑洞一侧的情况慢慢消散，物理学家又回到了其他事情上，比如研究超弦理论。
为什么大家都撤了？ 是因为黑洞问题已经被研究透了吗？
当然不是。 即使有了黄金时代的新成果，对黑洞的研究仍然只是触及表面，更不用说奇点的终极BOSS了。 然而大家却发现，以目前的理论水平，似乎关于黑洞能研究的都研究完了，没研究的就无法研究了。 如果工具不好，光盯着是没有用的。
也许广义相对论只能让我们到目前为止。 我们对广义相对论和量子力学了解不够，无法将它们深度整合。 如果我们想更深入地了解黑洞，就必须重新完善新的工具，而超弦理论声称能够整合广义相对论和量子力学。 力学，一把能够统一一切基础力量的屠龙刀。 但现在看来，这把超级弦刀只是半成品物理学家引力，甚至连半成品都算不上。 不清楚是屠龙刀还是杀猪刀。
但物理学家有选择吗？ 你要拉出来才知道是骡子还是马。 超弦到底是屠龙刀还是杀猪刀，你得亲自尝试一下才知道。 而且，至少世界各地的人们还在交流超弦这样的流行理论，但并不是每个人都有。 凭借爱因斯坦的能力，一个人可以从丛林中开辟出整个世界。
本来不想写这么简史的，只是一挥手就发生了~
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