研究黑洞的科学家获得了诺贝尔物理学奖，黑洞真的存在吗？

文/袁玉刚 图/来自互联网

图1 2020 年诺贝尔物理学奖

2020年10 月 6 日，2020 年诺贝尔物理学奖授予英国数学物理学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）、德国天体物理学家莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）和美国天文学家安德里亚·格兹（Andrea Ghez女），奖励他们在黑洞研究中做出的贡献。罗杰·彭罗斯因“黑洞形成是广义相对论有力预言”的发现获得该奖项的一半；莱因哈德·根泽尔和安德烈亚·盖兹因银河系中心超大质量致密天体的发现获得该奖项的另一半。

图2 罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）、莱因哈德·根泽尔（Reinhard Genzel）和安德里亚·格兹（Andrea Ghez）

1965 年，彭罗斯撰写《引力坍塌和时空奇点》论文，证明只要时空中存在二维的俘获面（trapped surface），奇点就不可避免地形成，一个俘获面会迫使所有光线指向一个中心，不管表面是向外还是向内弯曲。彭罗斯由此证明黑洞总是隐藏着一个奇点，即一个时间和空间的边界。一旦物质开始坍缩并形成俘获面，坍缩就再也没有可能停止。

自 20 世纪 90 年代起，莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹就各自率领科研小组，研究银河系中心一个名为「人马座 A*」的区域，发现该区域存在一个看不见的物体，质量是太阳的 400 万倍，且拥有银河系中最强的引力场，甚至能控制四周恒星的运行轨道。

图3 银河系中心的黑洞

首先祝贺2020 年诺贝尔物理学奖获奖者！

黑洞是什么呢？

“黑洞”（blackhole）一词是美国天体物理学家约翰·惠勒1968年提出的，意思是：黑洞是黑得根本不辐射，光也无法逃出的一个无底洞。这是基于万有引力推论出来的。也就是说，恒星在自己物质的万有引力的作用下战胜了不相容原理和电子简并力，自行坍缩成一个体积几乎为零、密度为无穷大、时空曲率无限高的点。

二十世纪初，爱因斯坦的广义相对论预言存在黑洞。1916年，史瓦西指出：如果把太阳压缩成半径不到3公里的球体，外部观察者就再也看不到阳光，形成现代意义上的黑洞。

1965 年，彭罗斯证明黑洞总是隐藏着一个奇点。

二十世纪七〇年代，英国的科学家斯蒂芬·霍金指出：“任何吸进黑洞的东西都会在奇点处毁灭，只有其质量的引力效应能够继续在外面被感觉到。”之后又提出霍金辐射：黑洞不仅能够吸收黑洞外的物质，同样也能以热辐射的方式向外“吐出”物质，自己推翻了自己的理论。

后来，天文学家们在所谓黑洞的周围发现了吸积盘和两极的相对论性喷流。

黑洞怎么能喷发相对论性喷流呢？

一些科学家解释说：黑洞“吞噬”天体，“进食”大量物质时，会“打嗝”，“吐出”高速等离子体喷流。霍金也说在黑洞视界上会凭空产生一对对粒子，负粒子进入黑洞，正粒子被喷出。

2019 年 4 月 10 日，天文学家们宣布：拍到了室女座 M87星系中心的一个黑洞，质量约为太阳的 65 亿倍，核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。这个黑洞两极曾经喷发出延伸5000光年长的“相对论性螺旋形喷流”。

图4 M87星系中心的黑洞照片

图5 M87星系中心黑洞的相对论性喷流

连光都逃不出去的黑洞却有一个光环，还从两极喷发相对论性喷流。怪不怪！

彭罗斯证明的迫使所有光线指向一个中心的奇点没有找到，这还是黑洞吗？显然，黑洞理论有误。当然，这并不妨碍彭罗斯获得诺贝尔物理学奖。他实至名归。奇怪的是，莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹发现比M87星系更近的银河系中心有一个名为「人马座 A*」的黑洞，但天文学家们却舍近求远拍摄M87星系。为什么呢？因为「人马座 A*」的黑洞侧对着地球，他们拍不到正面，也拍不到两极相对论性喷发。当然，这也不妨碍莱因哈德·根泽尔和安德里亚·格兹获得诺贝尔物理学奖。

实际上，科学家们所谓的体积无限小、质量和引力无限大的黑洞天体并不存在。存在的只是一个时空旋涡中心的没有物质、没有温度的空域。就像台风的风眼。这是我的旋涡理论的一个结论。

图6 黑洞与喷发

图7 旋涡星系

黑洞在旋涡星系的中心，很难观察到它们。只有在两极大喷发之后才能在正面短暂看到黑洞的尊荣。但这个黑洞是星系旋涡的产品，没有那么大的质量，没有那么大的引力，并且会随着旋涡的消失而消失，根本不会吞噬恒星、行星和人。那些消失的恒星、行星和人根本没有进入黑洞，而是在视界上被撕碎、再从两极喷发出去了。

道理很简单。但科学家们不会接受这些道理。因为他们只承认实验、观察和数学。用现在的数学是算不出旋涡能够旋聚出黑洞来的。

就像诺贝尔物理学奖委员会主席大卫·哈维兰所说的那样：“今年获奖者们的发现为致密和超大质量天体的研究开辟了新天地。但是，这些奇异天体仍有许多待解之谜，激励未来研究。不仅有关于它们内部结构的问题，还有如何在黑洞附近的极端条件下检验我们的引力理论。”科学无止境，只有勇登攀。