原子弹之父奥本海默也是黑洞之父吗?(3)
2023-07-27 来源:飞速影视
美国国家航空航天局 (NASA) 的黑洞插图,漆黑的中心被视界包围。(图片来源:NASA 戈达德太空飞行中心/背景、ESA/Gaia/DPAC)
另一个奇点,即真实奇点或引力奇点,无法用数学方法处理。没有任何东西可以将其移除,所以它过去是,现在仍然是物理学完全崩溃的点——黑洞的中心。
这就是黑洞概念的理论诞生,但它并没有说明这些宇宙巨人的创造——只是说它们可以存在。
当爱因斯坦在 1939 年努力摧毁这个引力奇点,从而摧毁黑洞的概念时,奥本海默正在深入研究这些物体是如何存在的。
奥本海默利用忽略量子效应且不考虑旋转的简单假设,让斯奈德开始工作。当后一位研究人员发现坍缩恒星所发生的情况取决于观察者的观点时,这一点得到了回报。
斯奈德推测,在距坍缩恒星一定距离处,来自靠近事件视界的光源的光的波长会因重力而被拉伸,这一过程称为红移,并且变得越来越红。
与此同时,从观察者的角度来看,这种光的频率正在降低。这种频率降低一直持续到对于远处的观察者来说,光被有效地“冻结”。
奥本海默和合作者意识到,对于不幸与坍缩恒星表面一起坠落的观察者来说,故事是完全不同的。处于这个位置的观察者会掉到事件视界之外,而不会注意到任何重要的事情。
当然,在现实中,观察者会因为上半身和下半身的引力差异而产生的强烈潮汐力而被“面条化”。这将在它们到达事件视界之前杀死它们,至少对于史瓦西半径接近引力奇点的较小黑洞来说是这样。
由于事件视界处的光明显冻结,这个概念最初被称为“冻结恒星”。直到 1967 年,普林斯顿大学物理学家约翰·惠勒 (John Wheeler) 在一次演讲中创造了“黑洞”一词,它才得到了更熟悉、更活泼的名字。
奥本海默及其同事可能采取了与史瓦西不同的道路,但两支物理学家团队仍然达到了相同的目的地:恒星体的概念如此巨大,以至于其引力捕获了光并导致无限的红移。史瓦西有这个理论,但奥本海默和他的同事是第一批真正理解黑洞物理诞生的科学家。
三年后,奥本海默前往洛斯阿拉莫斯,巩固了他在历史和公众认知中的地位。但许多人,尤其是科学家,都记得他是黑洞之父。
“奥本海默对黑洞物理学和整个物理学做出了非常重大的贡献,”卡尔梅特总结道。“虽然公众可能会将他的名字与原子弹和曼哈顿计划联系起来,但他对物理学和天体物理学的贡献受到科学界的高度赞赏。
“他是一生中最重要的物理学家之一,极具影响力,他的开创性工作至今仍然具有现实意义。”
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