乾隆48年，有人就知道了“黑洞”，并且計算出逃逸速度，他是誰？

5月12日，科學家公布了人類拍攝到的第二張黑洞視界外的照片，此次的黑洞照片來自銀河系中心的人馬座A＊，其質量高達太陽的400萬倍，距離地球2萬6千光年。

黑洞是宇宙中最神秘的，也是最常見的天體

黑洞之所以神秘是由于我們無法得知黑洞內部的任何信息。

根據黑洞無毛定理，進入黑洞內的物質的信息會丟失，只會殘留質量，電荷和角動量三個可探測的信息，這也叫黑洞的三毛定理。除了這三個信息，黑洞的其他信息我們全然不知，就和一毛不發的鐵公雞一樣吝嗇。所以黑洞的三毛定理也叫無毛定理。

黑洞之所以常見，是因為理論上任何質量是三顆太陽質量以上的恒星，其死亡之后的最終形態都有可能變成黑洞。

之所以現在的宇宙中還存在大量的恒星，是因為宇宙的年齡只有138億歲，還比較年輕。

從宇宙大爆炸到現在，宇宙的大部分恒星還處于青壯年時期。隨著時間的推移，宇宙中所有的大質量恒星都會完成輕元素到重元素的聚變。

對于大質量恒星，一旦恒星內部的輕元素聚變成重元素，恒星聚變釋放的能量就不足以支撐恒星的體積，恒星內的元素就會在引力的作用下向內坍塌，然后開啟超新星爆發，最后變成黑洞。

一般來說，對于三倍太陽質量的恒星，理論上都會變成黑洞。而在八倍太陽質量的恒星，則必然會變成黑洞。

所以，目前宇宙中所有在8倍太陽質量之上的恒星，都是未來潛在的黑洞。

乾隆年間，西方人就已經認識黑洞了

說一個令人震驚的事實，人類最早對黑洞的認知可以追溯到乾隆48年，也就是公元1783年。

那時候牛頓力學早已誕生，人們可以通過牛頓三個定律和萬有引力定律推導出任何天體的逃逸速度。只要知道某一天體的質量和半徑，就可以計算出逃離此天體所需的速度。

1783年，有個名叫約翰?米歇爾的英國牧師給物理學家卡文迪許寫了一封信。

信中認為：一個天體的質量越大，逃逸這個天體所需的速度就越大。如果反推一下，是否存在一種天體，其質量十分巨大，導致其逃逸速度十分大，以至于光速都無法逃離其表面。那這樣的天體在外界就看不到，就是黑色的，這就是黑洞的最初設想。

這種“逃逸速度”僅取決于恒星的大小和質量。如果一顆恒星的引力如此之大，以至于它的逃逸速度超過了光速，會發生什么？米歇爾意識到光線必須回到地面。他知道大概的光速， 奧勒·羅默 上個世紀就發現了。因此，假設平均密度相同，米歇爾很容易計算出逃逸速度將超過太陽大小 500 倍以上的恒星的光速。光無法從這樣的物體中逸出，因此對于外部世界來說是不可見的。今天我們稱它為黑洞。

但是那時候的人們并不知道光速是不變的，也不知道光速具體是多少。所以對黑洞的認知僅僅停留在光線都無法逃離的程度上。

事實上，人類對黑洞的系統認知也僅有100多年

在相對論誕生之前，雖然我們可以用牛頓力學推導出黑洞的史瓦西半徑，但是人類不知道原子以內的任何知識，更不懂得核聚變和核裂變，他們是無法明白黑洞的本質是恒星核聚變之后的產物。

直到1915年，愛因斯坦提出廣義相對論。科學家才首次將黑洞用數學量化表達出來。

1916年，卡爾?史瓦西開始求解愛因斯坦的引力場方程，首次精確計算出天體變成黑洞的臨界半徑，也就是史瓦西半徑。

但是那時候，很多科學家都不太相信黑洞的存在，認為黑洞可能只是廣義相對論的一個數學解。

直到上個世紀60年代末期，人類首次發現了中子星，才開始相信黑洞的存在。

因為一顆恒星死亡之后的形態從中子星到黑洞只是質量上的差別。

但是在上個世紀，人類是沒有辦法探測到黑洞存在的直接證據的。

隨著紅外探測技術的迭代，科學家終于開始嘗試直接探測黑洞。

最早一次直接探測到的黑洞就是在2016年2月11日，LIGO和Virgo合作的探測引力波的項目，并且直接探測到雙黑洞擾動產生的引力波。

之后人類開始嘗試拍攝黑洞的照片。2019年，黑洞首張照片出爐，這是來自M87星系的一顆超大質量黑洞。

2022年5月12日，銀河系中心的超大質量黑洞照片被公布。

事實上，人類對銀河系中心的黑洞認知越來越全面。

10年前，科學家估計銀河系內大概只有10萬顆黑洞，其中大部分黑洞聚集在銀河系中心。

而到了2022年，科學家估計銀河系中可能包含1億個黑洞。

事實上，基本上所有星系的中心都包含著大量的黑洞。因為星系中心是星系最古老的部分，宇宙內的星系平均年齡是130億年。

而一顆恒星從誕生到變成黑洞，大概需要5000萬年到十幾億年。

所以星系中心必然包含大量的黑洞。

宇宙中到底有多少顆黑洞？

2016年，來自國際天文組織的最新估算，可觀測的宇宙中至少存在2萬億個星系。

我們將這2萬億顆星系的平均大小按銀河系來計算。銀河系可能存在一億顆黑洞。那么宇宙中可能至少存在2萬億億顆黑洞。