最近几天“黑洞”一词是相当有热度，因为人类首张直接拍摄的黑洞照片问世了，暂不说什么内行看门道，外行凑热闹啥的，总之这件事的确挺振奋人心的，毕竟理论上讨论了几十年的东西，如今终于露出了真面目。

首张黑洞照片

同时，这次的黑洞图像也再次证实了爱因斯坦广义相对论的正确性，毕竟自它提出的这一百多年来，数次的实验都成功的证明了它是目前人类最好的一套引力理论。

不过如果从黑洞这个概念萌芽开始算起，实际上早在经典力学时代，就有科学家预测过“黑洞”的存在，之所以在这要打上引号，因为这两个黑洞并不完全相同。

经典力学预测的黑洞和现在的黑洞，其相关属性是不能相提并论的，而且如果承认经典力学的黑洞成立，那么相对论和量子力学就不能成立（经典力学之所以被称为经典，那是因为它无法很好的描述微观世界和高速世界）。原因介绍如下：

①经典力学的黑洞，当时被称为“暗星”

暗星的由来，早先是由18世纪的科学家米歇尔，当时在写给卡文迪许的一封信里提到的，认为宇宙中会不会存在一种引力极强的天体，连光线都无法在其表面逃离。相同的观点，法国科学家拉普拉斯也提过。

他们用的理论框架是牛顿力学，而且关于这个问题的思路和计算也不难。按照当时盛行的光微粒说：光是由一个个小微粒构成，因此一个小微粒的动能就是1/2mc^2,这是牛顿力学中的动能公式，其中c为光速

再加上相关逃逸速度的计算：光微粒（光子）逃离天体的过程就是克服引力的过程，因为只需将动能和引力势能之间做个关联即可（这实际上就是计算某天体的第二宇宙速度的过程，因为只需保证光子无法逃脱该天体引力，我们就能称之为光线无法从该天体表面逃逸）

我们就能简单得到结论：动能=引力势能，随后就能得到暗星的最大半径=2GM/c^2，G是引力常数，M是暗星质量，c是光速

很显然，如果某天体符合这样的标准，那么它就能被称为暗星，但我们也发现，这个暗星除了能束缚住光子之外，似乎与别的天体并无异样，尤其是我们现在说的黑洞能影响空间以及时间等特性。

②那为何经典力学中的暗星不能成立呢？

通过上段我们可以发现，暗星半径的计算并不困难，基本上高中生都能完成。但这里就要注意一点了，当时的大背景是经典力学，而后来的相对论和量子力学还没出现。

当时光子的动能表达式仍旧是牛顿力学中的形式1/2mv^2，但实际上光子的动能在相对论中是mc^2的形式，其中m是光子的相对论质量{准确来说，动能形式应该是（mc^2）-0），这个0代表光子的静止能量，但由于没有静止质量，因此为零）

而相对论质量通过质能方程E=mc^2和量子力学中能量子假设E=hv（h为普朗克常数、v为频率）可知。（仅仅这一条就涉及到了相对论和量子力学两大理论）

普朗克

并且我们要知道，暗星所谓的束缚光子的方式，这个过程中是与相对论中的光速不变原理相违背的。光子在暗星上的运动和地球上的抛石头类似，向上运动后，最后还得掉下来，也就是说光速是可变的，这与光速不变原理又不一致。

也就是说，当时拉普拉斯等人的计算基础就是错误的。所以经典力学的黑洞不能成立，否则相对论和量子力学就得推翻了。

③为什么说暗星的半径公式和现在的黑洞半径公式相同

第一部分我们提到了暗星的最大半径公式是2GM/c^2，而相对论中史瓦西黑洞的半径公式也是2GM/c^2，只能说这纯粹是一种巧合。史瓦西黑洞是基于广义相对论得到的结果（而经典力学手段，在一系列错误的配合下，很巧的得到了相同的结论），并且相对论对于引力的理解也是和经典力学有很大区别的。

再说，如今黑洞的类型还不止一种，史瓦西黑洞仅仅是最简单的一种，还有克尔黑洞、克尔纽曼黑洞、雷斯勒-诺德斯特洛姆黑洞，这几种的区别在于电荷的携带和是否自转两方面上。而这些黑洞相比于上段所讲的史瓦西黑洞，更加复杂了，毕竟史瓦西黑洞是最简单的黑洞类型（因为无自转，无电荷）

如果再往深了说，一般黑洞是由恒星的衰亡产生的，而恒星的衰亡演化过程，经典力学也没法描述，总之，这个问题在细节上能涉及很多方面。

比如从恒星的形成，先是由一大团分子云，经过引力坍缩，成为原恒星，之后再进行核聚变，而核聚变的过程又得涉及量子力学中的隧道效应，之后当内部辐射压与外部引力平衡时，就成了主序星。

而当恒星走向死亡时，它的结局会有三个，分别是白矮星、中子星以及黑洞。而这三种结局的形成过程，都涉及到相对论和量子力学，比如白矮星内部的电子简并态（这涉及量子力学）；考虑到相对论因素，如果一颗白矮星的质量大于1.44倍太阳质量，它还会进一步坍塌。更多的就不细谈了。

因此，总的来说经典力学预言的黑洞，是不存在的，仅仅是在某些部分上的描述和如今的黑洞类似。

本篇文章的内容到此结束。

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