发现黑洞有什么意义

黑洞无毛，除了它的质量、电荷和旋转，人们无法从外面说出黑洞内部是什么。这意味着，黑洞必须包含大量对外面世界隐藏的信息。但是能塞到一个空间区域的信息量有个极限。信息需要能量，而根据爱因斯坦著名的方程 E=mc2，能量具有质量。所以，如果在一个空间区域存在太多信息，它将坍缩变成黑洞，而黑洞的大小会反映信息量的多少。

1974年初，根据量子力学来研究黑洞附近物质的行为。令人十分惊讶的是，发现黑洞似乎以恒定的速度发射粒子，一个什么都东西都无法逃脱的黑洞，竟然在发射粒子？

霍金计算预测，黑洞会产生并发射粒子和辐射，就好像它是一个普通的热体一样，其温度与表面引力成正比，与质量成反比。这使得雅各布·贝肯斯坦提出的那个有问题的建议，即黑洞拥有有限的熵，完全自洽，因为它暗示黑洞可以在某个非零的有限温度下处于热平衡状态。

黑洞本身不会发射光，可是这个吸积盘却能够发出非常明亮的光。所以，我们才能够通过吸积盘发现黑洞的存在，只不过此类黑洞的质量都非常巨大，只有超大质量的黑洞才能够形成非常明显的吸积盘，从而被我们观测到。比如银河系中心的超大质量黑洞，距地球5500万光年，人类首张黑洞照片的那个黑洞。

可是宇宙中的超大质量黑洞数量是相对较小的，所以，我们能够观测发现的黑洞也非常少。而黑洞可不仅仅只有超大质量黑洞，更多的还是那些中等质量甚至是低等质量的中小型黑洞，它们才是黑洞家族中的主流。科学家猜测，银河系中可能就存在至少数百万个黑洞，这些黑洞都是中小质量的黑洞。

可是由于中小质量的黑洞，没有明显的吸积盘或者根本就没有吸积盘，所以，我们很难发现此类黑洞的存在。想要发现中小质量的黑洞，我们就需要更强大的观测设备。而观测宇宙中的X射线是科学家寻找黑洞的主要方式，因为黑洞吸积盘会发出明亮的，易于被发现的X射线。

即使是中等质量的黑洞，只要有吸积盘的存在，同样也可以发出微弱的X射线，通过探索这样的微弱X射线，或许我们就可以发现一些隐藏式的中小黑洞。科学家们研究了双星系统由巨星2质量J05215658 + 4359220和一个伴侣，,通过一个独特的方法，他们发现这可能是一个低质量的黑洞。

科学家将多普勒效应的恒星数据与“超新星全天空自动观测”(ASAS-SN)项目的数据结合起来。通过这些数据，科学家们可以看到恒星随时间变化的亮度，如果某个恒星系统中有小质量黑洞的存在，那么在黑洞的影响下，恒星的光亮就有可能呈现一些非常有规律的明亮变化。

从经典意义上讲，黑洞是时空的一个区域，其引力是如此强大，以至于没有物体，甚至包括光量子都无法逃开它。黑洞的边界被称为事件视界，其大小被称为引力半径。关于它们的形成，仍然有几种假设，其中最常见的是一颗大质量恒星的引力坍塌。

实际上，这一实质性的发现是利用了一种完全巧妙的数学方法，它不仅有助于再次检验了广义相对论的正确性，而且还为寻找致密的超大质量天体提供了工具。

目前，担任牛津大学数学系主任的英国科学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）通过数学发现，黑洞的形成是广义相对论的自然结果。