1916年，史瓦西給出了廣義相對論的第一個嚴格解，描述了最簡單天體（靜止、不帶電、球對稱體）周圍時空的曲率。 然后，史瓦西發現所有恒星都有史瓦西半徑。 如果恒星的實際半徑小于其史瓦西半徑，那么它就會變成黑洞。
例如，太陽的史瓦西半徑為3公里，地球的史瓦西半徑為9毫米。 如果我們把太陽的半徑壓縮到3公里以下，太陽就會變成黑洞； 如果我們將地球半徑壓縮到9毫米以下物理學家引力，地球也將變成黑洞。
作為一位才華橫溢的天文學家，史瓦西非常清楚新廣義相對論的引力場方程對天文學家意味著什么。 他以極大的熱情很快完成了這些工作，并得到了愛因斯坦的大力支持。 受到贊賞，他的工作也標志著現代黑洞理論研究的開始。
然而，正當我們都以為史瓦西會繼續在這一領域進行深入研究，給我們帶來更多驚喜時，史瓦西卻在1916年5月突然去世了（當時他年僅43歲）。 這讓我想起了第一位深刻理解狹義相對論意義的數學大師閔可夫斯基（也是愛因斯坦的大學數學老師）。 他剛剛將愛因斯坦狹義相對論的物理思想幾何化。 正當他準備在狹義相對論領域努力奮斗時，1909年突然因急性闌尾炎去世（45歲，現在想想，切闌尾就像切西瓜一樣容易）。
史瓦西去世后，這一領域的研究暫時中止。 一方面，當時量子力學的革命正如火如荼地進行，量子力學吸引了眾多物理學家的關注； 另一方面，在廣義相對論——黑洞領域，理論物理學權威愛因斯坦和天文學權威愛丁頓并不相信存在黑洞這樣密度無限的怪物。
奧本海默的工作
1939年，年輕的奧本海默根據廣義相對論證明：當一個無壓球體在自身引力作用下塌縮到史瓦西半徑時，如果此時球體的質量大于臨界質量，那么引力塌縮后不可能達到任何穩定狀態，只能形成黑洞。
簡單來說：如果球體塌陷到史瓦西半徑以下（事件視界內），則不再有任何其他力可以與重力競爭，球體除了繼續塌陷之外沒有其他出路。
奧本海默和斯尼德還利用廣義相對論準確地研究了理想球形、不旋轉、不輻射的恒星的塌縮過程。 他們通過精確的數學計算得到的公式向我們描述了這樣一幅圖景：如果我們在遠離恒星的地方觀看恒星的塌縮，我們會看到當恒星塌縮到事件視界時，它會完全凍結。 如果我們站在恒星表面觀察它，我們會看到塌縮很快穿過事件視界，然后迅速塌縮。
這個結論是從廣義相對論推導出來的，但當時的大多數物理學家拒絕相信這個結果。 大多數人認為，面對如此強大的引力，廣義相對論可能不成立，而且即使它成立，奧本海默的解釋也可能不正確。 本來，出現這種事情是很正常的。 物理學家對于接受理論或結論非常謹慎。 但只要出現這種情況，大家都可以坐下來分析討論，通常很快就能達成。 新的共識。
但關鍵是那是1939年，二戰爆發前夕，我們都知道奧本海默是曼哈頓計劃的負責人。 因此，這些物理學家將不再有時間研究黑洞，而必須研究核武器。
黃金年齡
二戰和冷戰消耗了物理學家太多的精力，直到20世紀60年代和1970年代才迎來了黑洞研究的黃金時代。這個時代有我們熟悉的霍金和彭羅斯。
很多人對黑洞的理解只是：黑洞是一種密度大到連光都無法逃脫的物體。 黑洞內部存在一個密度無限大的奇點。 這種奇點使物理定律失效。
我在上面兩篇文章中也說過，要真正解開奇點之謎，用來整合量子力學和廣義相對論的量子引力，直接面對這樣的奇點實在是太困難了。
然而，與其直接面對奇點，不如研究黑洞其他方面的特性呢？ 比如地平線，比如放射線。
黃金時代的物理學家在這里探索了一些非常有趣的事情。
首先，大家共同努力，發現黑洞是沒有毛的：無論黑洞是否有磁場，或者坍縮前是否有不規則的凸起，最終都會形成一個理想的球形非磁化黑洞。
然后，彭羅斯和霍金證明了一個奇點定理（每個黑洞都必須有一個奇點），而彭羅斯也根據自己的直覺認為不存在裸奇點，這意味著所有奇點必須被事件視界包圍。 和。 但他無法證明，只能稱之為宇宙監督猜想。
接下來，霍金首先發現了面積定理（當兩個黑洞合并成一個大黑洞時，新黑洞的事件視界面積一定大于兩個原來面積的總和），然后證明了霍金輻射，指出黑洞不只是吃東西。 ，它也會蒸發輻射并變小。 這一發現極大地改變了人們對黑洞的認識。
最后，霍金和彭羅斯這兩個英國名字經常出現在上述定理中。 別以為黑洞的重要工作是英國人完成的。 比如著名的霍金輻射，就以霍金的名字命名，因為這個定理是由霍金證明的，但這個想法實際上是由蘇聯物理學家澤爾多維奇提出的。 霍金只是用數學手段來證明他的想法。 當然，這個證明過程當然也是非常重要的。
英國大學本科階段主要學習數學，博士階段只在數學和物理之間進行選擇，而美國大學本科階段可以選擇物理。 這樣做的結果是，英國物理學家的數學能力比美國和蘇聯的物理學家更好（因此他們可以完成這么多證明），但他們的物理直覺和對物理本質的把握卻較差。
結論
黃金時代過后，黑洞一側的情況慢慢消散，物理學家又回到了其他事情上，比如研究超弦理論。
為什么大家都撤了？ 是因為黑洞問題已經被研究透了嗎？
當然不是。 即使有了黃金時代的新成果，對黑洞的研究仍然只是觸及表面，更不用說奇點的終極BOSS了。 然而大家卻發現，以目前的理論水平，似乎關于黑洞能研究的都研究完了，沒研究的就無法研究了。 如果工具不好，光盯著是沒有用的。
也許廣義相對論只能讓我們到目前為止。 我們對廣義相對論和量子力學了解不夠，無法將它們深度整合。 如果我們想更深入地了解黑洞，就必須重新完善新的工具，而超弦理論聲稱能夠整合廣義相對論和量子力學。 力學，一把能夠統一一切基礎力量的屠龍刀。 但現在看來，這把超級弦刀只是半成品物理學家引力，甚至連半成品都算不上。 不清楚是屠龍刀還是殺豬刀。
但物理學家有選擇嗎？ 你要拉出來才知道是騾子還是馬。 超弦到底是屠龍刀還是殺豬刀，你得親自嘗試一下才知道。 而且，至少世界各地的人們還在交流超弦這樣的流行理論，但并不是每個人都有。 憑借愛因斯坦的能力，一個人可以從叢林中開辟出整個世界。
本來不想寫這么簡史的，只是一揮手就發生了~
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