黑洞研究歷程中的風(fēng)流韻事

科學(xué)家在一些人的內(nèi)心里可能是一副古板認(rèn)真、不茍言笑的形象。事實(shí)上科學(xué)家有自己的幽默因子，有些風(fēng)雅趣事也能滲透到他們的研究工作中。本小編近期梳理黑洞的研究歷程時(shí)采擷到一點(diǎn)趣事，和讀者分享一下。

1.black hole

對黑洞的研究雖然最早可追溯到200多年前，可“黑洞”（black hole）這個(gè)名字直到上世紀(jì)60年代末才得以確立。現(xiàn)在人們普遍認(rèn)為是美國物理學(xué)家惠勒為黑洞命的名，惠勒似乎并不愿意領(lǐng)情。惠勒說是他在一次報(bào)告時(shí)有聽眾使用了“black hole”，惠勒附和著也用了這個(gè)詞。

“black hole”這個(gè)詞出現(xiàn)后很快得到了世界各地天文學(xué)家的認(rèn)可，這個(gè)詞要比200多年前拉普拉斯用的“暗星”更加貼合實(shí)際，也沒有之前有人用過的“引力完全塌縮的天體”那樣拗口。“black hole”的出現(xiàn)也在一定程度上促進(jìn)了黑洞的研究。不過法國的天文學(xué)家在很長一段時(shí)間里極力反對使用“black hole”這個(gè)詞，原因是他們覺得這個(gè)詞太色情。

2.成人雜志

1915年愛因斯坦給出了廣義相對論，史瓦西很快計(jì)算出黑洞是愛因斯坦廣義相對論的產(chǎn)物。愛因斯坦雖然對史瓦西的工作大加贊賞，但他本人并不愿意相信宇宙中存在這樣的神秘天體。廣義相對論問世50多年后，對黑洞的理論研究取得了一系列進(jìn)展，可宇宙中到底有沒有黑洞是一個(gè)大問題，如果沒有黑洞，很多科學(xué)家的心血就白費(fèi)了。

1970年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)藍(lán)超巨星鵝座X-1的不同尋常之處，根據(jù)天鵝座X-1的軌道可以分析出它的旁邊有一顆完全看不見的伴星，這個(gè)伴星的質(zhì)量居然超過10個(gè)太陽的質(zhì)量。在物理學(xué)家的理論分析中，只有黑洞滿足這種情況。1975年霍金和索恩打了一個(gè)賭：索恩賭天鵝座X-1的伴星是一個(gè)黑洞，霍金賭不是。直到90年代，越來越多的證據(jù)表明天鵝座X-1的伴星應(yīng)該是一顆黑洞。霍金認(rèn)輸，他幾十年的研究沒有白費(fèi)。按照當(dāng)時(shí)的賭約，霍金給索恩訂了一年的成人雜志《藏春閣》。

索恩后來因探測到雙黑洞并合時(shí)釋放出的引力波獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。唔，索恩的導(dǎo)師就是給黑洞命名的惠勒。惠勒的學(xué)生中還有另外一位諾貝爾獎(jiǎng)得主，那就是泡妞高手費(fèi)曼。

3.無毛

1973年，霍金、卡特爾等人通過研究發(fā)現(xiàn)黑洞形成后，只剩下質(zhì)量、角動(dòng)量、電荷三個(gè)物理量，其他一切信息都會(huì)喪失。如果有兩個(gè)黑洞，它們的質(zhì)量、角動(dòng)量、電荷相同，那么這兩個(gè)黑洞將無法區(qū)分，不論它們的前世如何。惠勒，又是惠勒，戲稱這是黑洞不長毛。這一定理因此被人稱為黑洞無毛定理（No-hair theorem），也有人稱之為黑洞三毛定理。

hair在英文中可不僅僅專指頭發(fā)，也可以指人的體毛。聽到黑洞沒有hair，又有一些人想入非非了。