注：此篇文章，挺干的，查了好多好多资料，谷歌都查了

在今年四月的时候，人来拍摄了第2张黑洞的照片：

        像不像个鸡蛋（手动狗头保命）

        在大家都在蹭热度说黑洞照片的时候，你有没有想过为什么黑洞是这样的？还有底下的红环究竟是什么？

        事实上，科学家们拍到的不是黑洞，而是黑洞的“积吸盘”。而要理解积吸盘是什么，就要从黑洞的结构开始说起。

        黑洞的形式在科学界其实是有争议的，最早提出黑洞理论的是史瓦西，其提出的黑洞模型被称作“史瓦西黑洞”，指的是不带电不自旋的黑洞。

        一般来说，这种黑洞的形成是将一个物体通过质量坍缩的办法，将物体自身半径压缩到史瓦西半径内，其史瓦西半径推导公式如下（此处部分来自百度百科）

由万有引力公式：

牛顿第二定律：

在这里，天体表面加速度α=天体表面加速度G，则牛顿第二定律在这里写作F=mα，后续看下图↓↓↓

      当v＝c时，求R之临界值（即光恰好不能逃脱天体引力而飞到星际空间瞬间时的天体半径）

      此时，即便是光，也无法从这个天体的引力中逃逸到星际空间，这时，这个天体便成了黑洞。

综上，请看下图↓↓↓

Rs为史瓦西半径

G为引力常数

M为天体质量

c为光速     

    当你算到这一步的时候，就可以去带入一些好玩的数字，比如把地球的数据带进去就是9.8*2*5.965*10^24/3*10^6结果为3,505,133mm       

      大概就是你把地球压缩成一个机场大小，地球就会变成黑洞

        当然，史瓦西黑洞只是最基础的黑洞，大概是说所有进入到视界范围内的物体都将无法逃逸，由于光子不能逃逸，所以黑洞在外部看来就是“绝对的黑暗”。

        在内部，按照相对论和引力场理论，内部的时空将被扭曲。

        一般来讲，史瓦西黑洞都是恒星黑洞，最多不会超过1.5亿个太阳质量，而有些理论上的超小黑洞，其半径甚至小于一微米。

        也就是说你甚至可以做一个史瓦西黑洞钥匙扣表情表情表情，当然，前提是你想粉身碎骨（手动狗头）

        史瓦西黑洞作为最基础的黑洞，结构也非常的简单，就是一个视界包裹着一个奇点，视界中没有任何基本粒子可以逃逸出来，于是就看起来就是一片黑暗。

        在那段时间里，黑洞被视作“永恒”，那时的科学家认为当黑洞形成之后，将不会泯灭，和宇宙一起生存，知道历史的长河干涸的那一天。直到1974年霍金提出了“黑洞蒸发”的概念。

        黑洞蒸发指的是霍金认为黑洞不是完全“黑”的，也不单纯是个“洞”，它既可以通过吸积物质使质量增加，也可以向外发射物质，从而使质量减小。在量子力学中，真空指的是能量极低的状态，而不是完全没有能量和物质的地方。     

        要理解黑洞蒸发，先要去理解一些非常基础的量子力学。

        量子力学不同于经典物理，当你用经典物理学的视角去看待量子力学，你可能会认为那是一帮不懂生活常识的疯子在互相调侃。

        不管你有没有学过量子力学，你一定听说过薛定谔的猫——在你打开盒子之前，这只猫又生又死，打开后，可能生也可能死。

      注意，这里写的是又生又死而不是生死未卜。

所以千万不要在你的家庭群或者小学的各种群聊里提薛定谔的猫这个理论，要不然你可能会被送到精神病院。

      回到正题上，量子力学是一门和经典物理完全不一样的学科，量子力学的形成就是因为人们无法用宏观世界的经典物理定律来阐释微观世界下发生的一切而出现的理论。

      量子力学不能像宏观世界一样确定，举个例子：当你用一个微观下的开关控制一盏电灯的时候，他有49.68456569%的可能灯会打开，有50.315434309%的几率是关，有0.000000001%的概率是又开又关。

      量子力学只能算出某个事件的概率，却不能像宏观世界一样确定这个事件是什么状态的。

      由于量子力学下每个微观粒子都是以波函数的形式呈现，所以微观粒子的轨道是不确定的，如果你一直观测一个粒子，你会发现这颗粒子在“瞬移”，而你在一个非常长的时间里进行观测，你就会发现粒子的运行毫无规律可言。

      当你能够接受这些在宏观世界下毫无根据的推论之后，你就成功踏上了成为量子力学疯子的第一步。       

      量子力学的一些疯子理论你可能不能理解，不过有很多基于量子力学原理的东西你肯定知道。

      你身边最近的就是原子钟，其原理是原子能级迁跃。（注：此部分由于没有确立的大统一场理论，量子力学与经典电磁学存在相悖的问题）

      原子钟的原理就是在一个管状物中放入稳定的氢原子，之后底部排布和氢原子频率相同的共振线圈，原子在底层受到共振就会产生能量，当到达一定能量的时候就会产生能级迁跃，原子就会迁越到高能级，而通过观测这个原子的能级改变，就可以进行计时，而氢原子从迁跃到衰变这整个过程的长度就是一秒。

      当然，为了更精确，目前大多实验室采用铯113进行观测。

        目前，你可以通过拨打中国授时中心的电话029-83895117来获取原子钟的实时报时。       

        到这里，你就明白了量子力学最基础的内容，不过都说到这了，顺便来说点好玩的。

        事实上，如果你能够在某一瞬间测出全部原子所在的位置，你就能够确定下一秒所有原子的位置，也就是说命运是被确定的。

    然而因为“测不准”原理（设想用一个γ射线显微镜来观察一个电子的坐标，因为γ射线显微镜的分辨本领受到波长λ的限制，所用光的波长λ越短，显微镜的分辨率越高，从而测定电子坐标不确定的q程度就越小，所以q∝入。

    但另一方面，光照射到电子，可以看成是光量子和电子的碰撞，波长λ越短，光量子的动量就越大，所以有 P∝（1÷入）。

    依照这个式子就可以得到“如果同时观测两个光子，则其中一个光子的观测结果会被干扰”这样的结论。），你不能在某一个时间点观测全部量子。

        所以说，上帝确实是在掷色子，因为在每个时间点每个原子的位置都是有一定几率在某个位置的。

        而讽刺的是爱因斯坦是这项理论重要的奠基人，可爱因斯坦始终想不明白为什么上帝会掷色子。

        讲了这么多，量子力学最基础的东西就几点：

        1.量子力学是有概率性的

      2.量子的观测是很难的

      3.量子的能量是通过正负粒子产生的。

        说完这些，我们可以继续将接下来霍金黑洞的内容了。

        前面说到霍金在物理论坛上提出“黑洞蒸发”理论。

        这里指的蒸发不是一般意义上的蒸发，而是说黑洞的质量在一段时间吸收质量之后就会到达质量峰值，而后在总体看来黑洞的质量就会越来越小。

        直到最后，黑洞会越来越小，当史瓦西半径值小于黑洞半径值的时候，就会大量放出能量和物质，最后消失在茫茫宇宙中。

        可黑洞为什么会消失呢？

        首先我们知道每一种粒子都有对应的反粒子，当两个粒子相撞，两个粒子就会泯灭之后放出能量。

        当然，这个过程可逆，你也可以看作一部分能量就是一对正反粒子。

        如果你把黑洞想象成很强的电场，根据原子能级迁跃，两个粒子就会远离的足够远，之后就不会碰撞而产生能量。

        当一部分能量恰好在视界边缘分散成一对正反粒子，在视界内部的粒子就会迅速被吸入黑洞，而视界之外的另一个粒子就会因为原子能级迁跃迅速从视界边缘逃逸，从而带走部分能量。

        你可以把能量理解为等价的质量，在宏观来讲黑洞的质量就会减少。而当天体质量减少，史瓦西半径也会减少。

        最后的结局就是毁灭！

      这里有个很有趣的现象——如果黑洞的质量小，为了达到史瓦西半径，其温度就会非常高，而分子动理论告诉我们温度越高分子的运动就会更加强烈，所以黑洞的质量足够小时，只需要百万分之一秒就会消失殆尽。据某些研究指出，由大型强子对撞机所撞出的黑洞由于能量足够小，就会导致其撞出的黑洞还没有被观测到就会“蒸发”掉。

      你问为什么会探测不到？为了能探测到这个辐射，你需要一个每千万分之一秒反应的，能够测出10^-7K温度的温度计。很可惜，目前人类水平没有办法造出这样的温度计。

        既然说到了霍金宇宙和黑洞蒸发理论，我们不免要提一下泡泡宇宙假说。

        既然提到了泡泡宇宙，那么，推荐大家两本书，感兴趣的可以买来看（《果壳中的宇宙》《宇宙简史》）

      （注：以上两本书和接下来的内容有很大关系，如果想深入了解可以买来这两本书读读，比较深奥，想要通俗一点的可以看如下内容↓↓↓）

        我们由霍金宇宙假说知道了这个时空中有多个宇宙，又为了大统一场理论创造了弦理论，同时假定了宇宙有多达11维。霍金宇宙提出了黑洞的对面是白洞，而黑洞是连接两个平行宇宙的假说。

        在长达几十年的时间里，这些宇宙的诞生，消失一直都是一个问题，直到泡泡宇宙假说的出现……

        泡泡宇宙假说的诞生其实是为了解释为什么宇宙在不规律的膨胀，其主要内容是认为所有宇宙就像水池里的气泡，而有一个人拿着一根吸管往水中吹泡泡。新出生的宇宙就是新吐出的泡泡，在一瞬间迅速膨胀，而之后飘到水中，就会暂停，而当泡泡再一次漂浮到吸管下面的时候，就会继续膨胀，而这个水池中的气泡出现接触的时候，就会出现“黑洞”让两边的物质进行交换，而在离开的时候就会将通道中间的空气迅速挤压，导致我们观测到黑洞衰竭时放出大量的物质。

      而当宇宙像气泡一样内部气体过多，就会炸裂，这个宇宙就会泯灭！

        回到最初，为什么这个黑洞的积吸盘是这样的？按照黑洞蒸发的思想，这两个黑洞的质量可能非常小，于是在拍摄的时候放射出大量的能量。

        不过具体的，还是要等科学家们的论文互怼（手动狗头）