首先给出答案:黑洞绝对存在!!!
对于黑洞的存在,人类应该有100%的信心,因为黑洞首先是理论预测,然后是天文观测。
经典力学告诉我们,我们无法脱离地球表面的原因是我们的运动速度太慢。
逃离行星表面其实是有速度底线的。这个速度底线的大小取决于星球的质量和体积。这是从牛顿力学最基本的公式推导出来的。
通俗的例子:你扔石头越用力,它就越远。这是因为力量越大,你用的力就越大,石头在你手里得到的加速度就越大,扔出去的那一瞬间的初速度就越大。如果你用力足够大,那么扔出去的石头足够远,直到绕地球一圈才落下,那么这就是火箭发射的原理。
只要你现在能以每秒7.9公里的速度奔跑,你就能绕地球飞行。恭喜你,你将成为环绕地球的卫星。
事实上,逃离一颗行星的最小速度是由这颗行星的质量决定的。行星的质量越大,它从行星表面逃逸的速度就越快。那么有人会问“有没有质量大到连光速都逃不过这个天体的天体?”这其实是一个黑洞。
其实牛顿力学之所以无法推测黑洞的存在,并不是万有引力的公式有问题,而是牛顿力学认为光速可以无限大,因为速度是可以叠加的。
相对论之后,人们不仅认识到光速是宇宙的速度极限,而且认为光是由光子组成的物质,质量的存在可以导致空之间的弯曲。
那么,当一个天体质量大、密度大时,就导致了从天体表面逃逸所需的速度大。当光子以光速运动时无法逃离这个天体,那么光就被禁锢在这个天体里。既然这个天体不能发光,而且这个天体周围还有其他天体可以发光,那么相比较而言,这个天体就显得是一个黑色团块的球体,这就是黑洞。
例如,我们银河系的中心是一个大黑洞。2015年,人类首次观测到引力波的信号,而且是两个超大质量黑洞相互环绕。所以黑洞一定存在!
你可能会想,既然黑洞可以吞噬一切物质,难道不会吐出一点吗?不应该边吃边拉吗?
其实根据信息守恒定律,黑洞是可以辐射能量的,这就是霍金辐射。然而,只有虚拟粒子被辐射。可惜这个理论还有待验证!