第一张黑洞照片是否隐瞒了什么?

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  梅晓春(1) 黄志洵(2)

  (1)福州原创物理研究所

  (2)中国传媒大学信息工程学院

  2019年4月10日,由多国天文学家公司合作 的事件视界望远镜项目组(EHT),回应的一张黑洞照片,风靡全球。它被称为人类拍到的第一张证明黑洞真实趋于稳定的照片,并被认为再次证实了爱因斯坦引力理论。

  亲戚亲戚大伙儿 不回应该项目研究人员付出的努力和取得的成就,能得到另一三个 的照片是一三个 很不容易的事情。但这其中也趋于稳定全都大疑问,亲戚亲戚大伙儿 在此提出一三个 大疑问,希望参与实验的天文学家要能解释,并借此如保让 让公众了解事情的真相。

  一.照片中的黑洞是真黑的吗?

  这张黑洞照片(见图1)是用全球不同地点上八台射电天文望远镜,对室女座的M87星系(又称梅耶87星系)中心并肩进行观测,将采集到的数据进行进行两年的分析和综合补救,在计算机上合成得到的。如保让 它有的是真正的黑洞照片,当然这不需要说重要,重要的是图中的黑色区域代表哪些地方意义。

 

  图1. 第一张黑洞照片(上面黑暗区是M87星系的中心)

 

  在一般人的印象中,天文望远镜是观测天上星光的仪器,接收的是可见光。射电天文望远镜与光学望远镜有所不同,是采集宇宙天体发射的无线电波的望远镜。在天文学的早期,这样 人想到宇宙天体也会发射无线电波。直到19400年,美国贝尔电话公司的工程师卡尔·央斯基,发现来自银河系人马座方向的无线电噪音后,才引起亲戚亲戚大伙儿 的注意,并逐渐发展到现在的具有举足轻重的作用射电天文学。上世纪六十年代的四大天文发现:类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射,有的是利用射电天文望远镜获得的。

  亲戚亲戚大伙儿 知道,人的肉眼能看得到的是可见光,波长为0.4 ~ 0.78微米(1微米为百万分之一米)。波长比可见光短的是紫外线,X射线和伽马射线。波长比可见光长的是红外线,远红外线,微波,高频无线电波,中频无线电波和低频无线电波。广播、电视、手机等发射和接收的,是中低频无线电波,波长在几百上千米的量级。射电天文望远镜用的高频无线电波,波长在厘米和毫米级。在天体的光谱发射中,射电波只占其中非常小的一每段。要是我如保让 你你是什么无线电波穿透地球大气的能力比可见光强,用来观测天体有它的优势。

  EHT实验组的射电天文望远镜采用的是亚毫米波段,严格地说是1.3毫米无线电波。如保让 这次回应的黑洞照片,只针对波长为1.3毫米无线电波而言,图1中心区域的的无线电波发射能力很弱,亲戚亲戚大伙儿 里还都上能 在你你是什么意义上说它是黑的。至于一点范围更广的波段上否有有趋于稳定辐射,图片中心区域对一点波段的辐射否有有也是黑的,EHT实验组并这样 给出说明。如保让 亲戚亲戚大伙儿 哪些地方地方理由认为,图1是一张真正的黑洞照片呢?

 

  图2. M87星系的光学照片

 

  事实上,用哈勃天文望远镜拍的M87星系的光学相片是图2,在其中心区是非常明亮的,根本看还都上能 黑影。要证明它的中心趋于稳定类事 与图1黑洞,就要能 证明在你你是什么区域中这样 任何波长的光发射。如保让 所谓的第一张黑洞照片趋于稳定误导大众的嫌疑,它要是我对于1.3毫米的波段,你你是什么区域是黑洞,并这样 证明你你是什么中心区域对一点的波段的辐射也是黑的。如保让 采用红外光波段,可见光波段,紫外线波段,甚至X射线波段拍摄,你你是什么区域也是黑的吗?这显然是不太如保让 的,合适EHT实验组目前这样 证明你你是什么点。

  如保让 图1有的是一张真正的黑洞照片,要证明它是一张真正的黑洞照片,要能 更多的证据。EHT实验组为哪些地方就还都上能 实话实说呢?另一三个 浅显的道理,为哪些地方就不懂呢?

  二.黑洞照片中为哪些地方这样 喷流的射电辐射?

  图1 的黑洞照片还有一三个 明显的漏洞。从图2右上面看出,M87星系中心有二根巨大喷流向外喷出。这在图3中看得更清楚,它是哈勃天文望远镜拍摄的M87照片。图涵盖二根浅蓝色喷流,其长度比M87 星系的直径要能 长,如保让 是直接从星系中心喷出,场景非常壮观,显示趋于稳定异常剧烈的天体物理学过程。

 

  图3. 哈勃望远镜拍摄的M87星系喷流照片

 

  按照目前的天体物理学理论,射电天体发射无线电波的机理如图4所示。在星系中心前方有大片的二氧化碳 星云,星云内有磁场。喷流中的带电粒子在磁场作用下被迫做旋进运动,根据麦克斯韦经典电磁场理论,就会发射电磁波。如保让 喷流中带电粒子的运动带宽单位接近光速,就会发射出很强的无线电波,其带宽单位还都上能超过带电粒子产生的可见光的带宽单位。事实上,在目前的天体物理学中,天文学家主要依靠观测喷流过程产生的射电波来发现射电天体。

 

  图4. 射电天体发射无线电波的物理机制示意图

 

  比如最早的射电天体天鹅座A,要是我通过你你是什么喷流的射电辐射发现的。它是宇宙中离地球最近、最壮观、最强大的射电星系(见图5)。一三个 巨大的红色的瓣状社会形态,代表射电辐射。射电波通过狭长的喷流与中心椭圆星系相连,从一三个 瓣到另一三个 瓣的空间距离超过400 万光年。人太好喷流与星系中心的连接线这样 图3那样明显,但它的趋于稳定使毋庸置疑的。图中心的白色区域隐约可见二根红色细线,从星系中心射出,直接与右边的红色区域相连。无线电波辐射的带宽单位是非常可观的,如保让 显然是从星系中心发出的。浅蓝色区域则为X射线辐射,具有椭球状分布。可见光频段的辐射却很少,几乎观测还都上能 。

 

  图5. 天鹅座A的射电辐射。红色为无线电波辐射,浅蓝色为X射线辐射。

 

  在图4的黑洞吸积盘上,绕星系核运动的物质主要发射红外光,可见光和X射线等。人太好它们也会发射无线电波,但与喷流过程相比,发射无线电波的带宽单位要小全都。在图1中,围绕黑洞中心区域的红色光圈实际上也是代表无线电波。它们另一三个 有的是看不见的,为了显示它们的趋于稳定,EHT实验组将它们涂上红色,看上去给人的错觉是,黑洞随近的物质发出可见光。

  然而奇怪的是,在图1的黑洞照片中,亲戚亲戚大伙儿 根本看还都上能 M87发射无线电波的痕迹。图3中那条蓝线对应的射电波信号哪里去了?按道理,在图1 中应当有二根色彩强烈的红黄带,从黑洞中心斜穿到右上角,但却全部看还都上能 ,一点痕迹都这样 。

  如保让 图1的黑洞图像是不真实的,合适是不全部的,EHT实验组一定隐瞒了哪些地方东西。尤其是从图2和图3看出,这条喷流涵盖强烈的可见光,还都上能 排除趋于稳定红外光和紫外光等一点频率的辐射。不论望远镜采用哪些地方工作频率进行观测,都一定会在照片中留下痕迹。由此推断,图1中另一三个 应当有二根从黑洞中心向外辐射的射线,但图像却被删除,以免黑洞只进不在 的饕餮形象被颠覆。

  如保让 EHT实验组趋于稳定嫌疑,故意删掉从黑洞中心向外辐射的无线电波图像。另一三个 做的动机是还都上能理解的,如保让 从黑洞中心向外吐出二根巨大的金黄色洪流,这张相片为什么会么会还都上能称为第一张黑洞照片呢?

  这里就涉及到所谓的黑洞到底是并有的是哪些地方东西?以及第一张黑洞照片否有有证实爱因斯坦理论的广义相对论的大疑问。以下亲戚亲戚大伙儿 来讨论。

  二.黑洞照片证实爱因斯坦广义相对论哪天?

  首这样 指出的是,所谓的黑洞有的是爱因斯坦引力理论独有的,牛顿引力理论涵盖的是黑洞。牛顿力学的黑洞如图6的左图所示,它是两百多年前由拉普拉斯提出来的,指的是如保让 一三个 天体的质量足够大,其中光是无法透射出来的。牛顿黑洞与爱因斯坦黑洞半径的计算公式全部一样,但二者的物理图像全部不一样。奇怪的是,现在的相对论专家一三个 劲告诉亲戚亲戚大伙儿 ,黑洞了是爱因斯坦提出来的,根本不提牛顿黑洞。

 

  图6. 牛顿经典黑洞和爱因斯坦奇异性黑洞

 

  爱因斯坦黑洞则如图6的右图所示,它具有奇异性。黑洞的中心是一三个 体积无穷小的奇点,物质被压缩到一三个 点,密度无穷大。黑洞边界即所谓的施瓦西半径,施瓦西半径组织组织结构是真空。爱因斯坦黑洞是一三个 非常扭曲怪诞的东西,除了物质密度无穷大,最不可理喻的一点是,在黑洞内时间和空间要互换。通俗地说,要是我说时间变成空间,空间变成时间。你你是什么事情违背人类最基本的常识,与人类最基本的经验事实背道而驰,全部不可理喻。一三个 还点思维判断能力,理智尚存的人,为什么会么会如保让 相信宇宙中趋于稳定你你是什么东西?

  如保让 第一张黑洞照片证实了爱因斯坦理论,就请相关研究人员解释一下,在照片中哪里看出,黑洞内的物质被压缩到一点,视界内的一点点上是真空?并肩请亲戚大伙儿 解释一下,从哪里看出黑洞组织组织结构时间变成空间,空间变成时间?如保让 亲戚大伙儿 给不在 解释,凭哪些地方认为,这张黑洞照片证实了爱因斯坦黑洞理论呢?

  相反,如保让 照片中是牛顿黑洞,则一切有的是正常的。根据EHT实验组提供的数据计算,M87星系中心黑洞的质量是65亿个太阳质量,半径为10的13次方米,质量平均密度则为每立方米0.8千克。注意到地球表皮大气密度为每立方米1千克,M87中心黑洞的密度比地球表皮大气密度还低,远远不如太阳表皮的物质密度。如保让 它一点要是我吓人,与一般人想象的黑洞清况 根本不一样。

  为哪些地方会另一三个 呢?如保让 根据黑洞半径公式计算,大黑洞的物质密度还都上能很低,小黑洞的物质密度才会很高。事实上,还都上能把亲戚亲戚大伙儿 目前观测到的宇宙看成一三个 牛顿黑洞。在宇宙组织组织结构看,光线也无法逃脱。但在宇宙组织组织结构一切正常,太阳照常发光,地球照样绕着太阳转,人类照常生活。这要是我牛顿黑洞与爱因斯坦黑洞的本质差别,亲戚亲戚大伙儿 一定会相信爱因斯坦黑洞趋于稳定呢?

  事实上,如保让 爱因斯坦引力场的非线性社会形态,用它来的计算物质绕黑洞运动是非常困难的,还都上能说几乎不如保让 的。如保让 目前天体物理学计算黑洞外吸积盘上物质的运动时,采用的实际上是牛顿引力的依据 ,最多去掉 一点洛伦兹变换。在你你是什么清况 下,洛伦兹变换具有绝对性,与爱因斯坦相对论无关。对于你你是什么现状,相对论学者嘴上不说,实际上是心知肚明的。牛顿引力理论与爱因斯坦引力理论有的是近似关系,要是我全部不相容的一三个 体系。一三个 用力来描述引力,另外一三个 用时光英文弯曲来描述引力,它们是根本无法捏在并肩的。爱因斯坦引力理论漏洞百出,在实际应用上是根本无法与牛顿理论抗衡的。人太好牛顿引力理论要是我需要 改进,但有的是爱因斯坦那种怪诞的改进。

  中国科学院高能物理研究所研究员张双南先生,是研究爱因斯坦黑洞的专家。他在2014年写的文章《恒星级黑洞的观测论证和基本参数测量》一文中,将黑洞分成数学黑洞,物理黑洞和天文黑洞。言下之意,要是我认为爱因斯坦奇异性黑洞是数学上的东西,在实验上是不可观测的,在物理上是难以实现的。你你是什么说法人太好是犹抱琵琶半遮面,但也反应了相对论学者一点真实的想法。亲戚大伙儿 明知爱因斯坦理论不对劲,却仍然不得不继续做下去。

  本文笔者之一梅晓春,曾多次参加国内的引力物理学术会议。常听到一点学者在会上发言时,对爱因斯坦理论赞美有加。等亲戚大伙儿 下来后就上去问,你的计算用的到底是牛顿理论还是爱因斯坦相对论?对此亲戚大伙儿 会马上避口不谈,拱手相让,并逃之夭夭。难言之隐,显于言表。

  在优酷视频中还还都上能看一遍,美国斯坦福大学的一位名物理教授,在大课堂上讲授爱因斯坦黑洞的理论。一位学生站起来说,按照你的意思,黑洞中时光英文坐标互换,要是我将一把尺子丢进黑洞,它会变成钟。此话引起哄堂大笑,搞的那位教授面红耳赤,立马回应下课,夹着讲义走人。

  这第一张黑洞照片,还你还都上能想起前两年美国LIGO的引力波发现。LIGO实际上要是我在一三个 相距三千公里的激光干涉仪上,差太多并肩发现了一三个 类事 波形。通过与爱因斯坦引力理论进行数值拟合,亲戚大伙儿 就认为接受到引力波的图像。并大张旗鼓地向全世界回应,探测到13亿年前在13亿光年之外的宇宙远处,一三个 黑洞碰撞产生的引力波,亲戚大伙儿 接受到引你你是什么力波。并认为亲戚大伙儿 完成了爱因斯坦引力理论的最后一块拼图,证实了爱因斯坦弯曲时光英文引力理论。全然不顾亲戚大伙儿 根本这样 在天文观测上发现任何相应的天体物理学大疑问,所做的要是我一场计算机数值拟合和图像匹配游戏。

  耗费国家的血块科研经费,科学家们要能 向社会有个交代,尤其是要能 提供真实的研究结果。哪怕哪些地方也这样 得到,总比进行欺骗好吧。社会大众有权要求知道真相,谁要是我我要我被人蒙在鼓里,要能 掏腰包。对于第一张黑洞照片,就以上提出的一三个 大疑问,亲戚亲戚大伙儿 希望相关研究人员对社会大众有个解释。

  尤其是,照片中另一三个 应当趋于稳定的,那条从黑洞中心向外喷出的射线哪里去了?如保让 这条射线实际趋于稳定,不如保让 颠覆了第一张黑洞照片的称号,如保让 危及爱因斯坦广义相对论。如保让 黑洞会向外辐射电磁波,还是黑洞吗?黑洞还有视界吗?爱因斯坦黑洞理论还能成立吗?

  在回应第一张黑洞照片的现场,上海天文台台长沈志强在接受解放日报新闻记者专访时说:“爱因斯坦是对的,他在一百多年前提出的广义相对论经受住了考验”。上海天文台副台长袁峰则说“第一张黑洞照片与引力波的发现同等重要,有的是对广义相对论的验证,如保让 会拿诺贝尔奖。”

  亲戚亲戚大伙儿 不需要说关心你你是什么项目否有有会拿诺贝尔奖,LIGO引力波探测纯属造假,也拿了诺贝尔奖。亲戚亲戚大伙儿 关心的是,这张黑洞照片的真与假。如保让 请问沈志强先生和袁峰先生回答以下一三个 大疑问:

  1. 如保让 有的是采用1.3毫米波段,要是我采用其它频率做观测,比可见光波段,这张黑洞照片还是黑洞吗?

  2. 照片中另一三个 应当趋于稳定的那条无线电波射线哪里去了?

  3. 在照片的哪些地方地方看出物质被压缩到成奇点?从哪里看出黑洞视界内是真空?从哪里看出视界内时间和空间互换?如保让 看一遍不在 来,凭哪些地方认为这张照片证实了爱因斯坦黑洞理论?

  关于第一张黑洞照片,美国田纳西州大学物理天文系终身教授,王令隽先生也写了一篇文章,与笔者有相同的看法,并提供更多的证据,证明爱因斯坦广义相对论是不如保让 成立的。笔者特将这篇文章附于本文另一三个 ,供读者参考。

  关于 EHT 黑洞照片答黄志洵教授

  王令隽 2019年4月13日

  作者按:EHT黑洞照片回应另一三个 ,媒体和自媒体上有的是热议。我的一点亲戚大伙儿 自然来信问及。我在微信群里做了一点简短回答。昨日国内一位黄教授来信询问此事,深表关切。黄教授一三个 劲对祖国的科学事业和发展前景非常关心,人太好年事已高,仍然这样 放弃对科学事业的责任,使我非常感动。于是我写了一篇比较全部的答复。我要能 ,海内外一定有不少外国外国外国网友也对此非常关心,全都将这封复信中的方程式去掉 ,弄成一三个 还都上能贴到 华夏文摘上的稿子,以飨读者。欢迎各位外国外国外国网友的批评指正。

  黄老先生,您好!

  您所说的EHT黑洞照片,媒体最近人太好炒得很厉害,成了热门话题。立即有一点亲戚大伙儿 通过自媒体问及,我也作了一点简短回答。我要能 关心你你是什么大疑问的亲戚大伙儿 全都,于是就不揣浅陋,对广义相对论的黑洞大疑问作个比较全部的介绍。

  在爱因斯坦提出广义相对论另一三个 ,早在18世紀黑洞問題就被約翰米歇爾和皮理塞蒙拉普拉斯考慮過。道理也非常簡單。我們知道,圍繞太陽旋轉的物體并有的是不會飛出太陽系,是因爲万有引力的約束。萬有引力等於向心力。向心力正比于带宽单位的平方。带宽单位越大,向心力越大。如保让 物體的带宽单位是有限的。當時人們知道的最快的带宽单位是光速。雖然當時還不在 相對論,要是在 光子的概念,如保让 光速似乎是一個實際上很難超過的带宽单位極限。全都,人們自然會問,會不會有這樣的清况 ,要是我某個星球的引力还都上能大到即使物體以光速邉右矡o法逃脫的程度?你你是什么清况 理论上是趋于稳定的。

  比如说,如保让 太阳的所有质量收缩到半径里还都上能 1.5公里的小球(经典的黑洞半径合适施瓦兹查尔德半径的二分之一)的另一三个 ,一三个 太阳表皮的物体即使以光速运动,也无法挣脱太阳的引力而逃逸。此时“太阳黑洞”的物质密度高达每立方米2.3乘以10的18次方公斤。如保让 地球的所有质量收缩到半径里还都上能 4.5毫米的小球的另一三个 ,在这小球表皮以光速运动的物体也无法挣脱地球的引力而逃逸。此时“地球黑洞”的物质密度高达每立方米2.5乘以10的29次方公斤。

  为了对这样 高的物质密度有点物理概念,亲戚亲戚大伙儿 以中子的质量密度作个比较。中子的质量为一三个 原子单位,半径约为一三个 费米,全都中子的质量密度约为每立方米4乘以10的17次方公斤。中子星的密度应该在你你是什么数量级。地球的实际密度约为每立方米5.5吨(和石头的密度差太多)。太阳的实际密度约为每立方米1.4吨,比水的密度高出40%。全都,就从质量密度来看,黑洞的概念也是不可思议的。

  上面以經典理论讨论“黑洞”大疑问,显然有一三个 必要的大前提,那要是我受黑洞吸引的物体要能 有质量,要能 服从万有引力定律,如保让 整个推理从一现在开始英文了了就不成立。即使亲戚亲戚大伙儿 把光看成是光子束,如保让 光子的质量等于零,光子要是我受万有引力的约束。其次,经典电磁作用力和万有引力是相互独立的一三个 基本作用力。电磁场和电磁波无论在理论上还是实验上都和万有引力无关。光要是我可见频谱段的电磁波。它不服从万有引力定律,全都,光不趋于稳定逃离引力的大疑问。如保让 ,即使趋于稳定经典意义上的“黑洞”,光子也是还都上能逃离的。经典物理中的光根本就有的是物质,而仅仅是电磁波。

  这样 ,广义相对论中为哪些地方光子就受万有引力约束呢?如保让 爱因斯坦假定光子在引力场中的运动遵守短程线。这是二根追加的基本假定,有的是从黎曼几何推导出来的,要是我是从广义相对论的引力场方程推导出来的。广义相对论中的黑洞和经典的黑洞意义不一样,全都,亲戚亲戚大伙儿 先从爱因斯坦的引力场方程看看广义相对论意义上的黑洞是为什么会么会一回事。我先说二根原则:黑色天体不一定是广义相对论意义上的黑洞。广义相对论意义上的黑洞要能 符合一三个 本质社会形态:1)在黑洞的边界上引力无穷大;2)在黑洞上面时间和空间反转,时间变成空间,空间变成时间。如保让 还都上能 证实这两点本质社会形态,仅仅展示一张黑圈圈图片,匮乏以说明那要是我黑洞,就认为验证了广义相对论。闪光的不一定是金子,不闪光的不一定是黑洞。

  爱因斯坦引力场方程式形式上看似简单,人太好是一三个 涵盖八个独立方程的非常繁杂的非线性二阶偏微分方程组。如保让 把边界条件和初始条件的繁杂性去掉 来,任何数学家都里还都上能 望洋兴叹。爱因斯坦建立了你你是什么方程另一三个 ,自己都找还都上能 一三个 解析解。不久,施瓦兹查尔德找到了一三个 最简单的边界条件下的解,也要是我球对称质量的静止引力场。在施瓦兹查尔德解中,如保让 半径等于2GM除以光速的平方,则施瓦兹查尔德解中半径微分元 dr的系数分母为零,度规张量无穷大发散,整个解这样 意义。

  你你是什么特殊的半径值 rs 叫施瓦兹查尔德半径,是施瓦兹查尔德解的一三个 奇点。在你你是什么半径以内的物体,即使带宽单位等于光速也这样 足够的能量克服引力而飞出,即使光子要是我能飞出你你是什么区域,全都你你是什么区域叫“黑洞”。施瓦兹查尔德半径定义了一张三维球面,叫event horizon,也要是我黑洞的边界。在黑洞边界以内的任何物体有的是能逃逸黑洞引力的束缚,就连光子要是我能逃逸。最近中国媒体上把event horizon译为“事件视界”而有的是黑洞边界,也通,要是我更为玄乎,让一般读者不知所云。EHT望远镜的意思要是我Event Horizon Telescope 的英文字头缩写。

  除了奇点大疑问以外,“黑洞”还有一三个 本质社会形态, 要是我黑洞上面时光英文反转。空间坐标微分 dr 的系数是正的,变为时间坐标微分;而时间坐标微分 dt 的系数和dq, df 一样,有的是负的,并肩构成三维空间坐标微分。这要是我时光英文反转大疑问。他们认为,dr 的系数变成正的,只不过是“timelike” 而已,有的是真的变成了时间;同样, dt 的系数变负,只不过是 “spacelike”而已,有的是真的变成了空间。哪些地方地方先生们用“timelike” 和 “spacelike”另一三个 的字眼来淡化一三个 严重的悖论,以维护爱因斯坦和相对论的尊严。殊不知,dr 和 dt 的符号反转另一三个 ,黑洞上面的时光英文就根本有的是赝欧几里得时光英文如保让 赝黎曼时光英文了,要是我符合洛仑兹协变性了。时光英文反转是比无穷大发散要能 荒唐的佯谬。

  施瓦兹查尔德解在奇点无穷发散和黑洞内的时光英文反转是爱因斯坦引力方程的根本性的困难。全都拥护相对论的理论家们便想尽依据 回避如保让 挽救。采撤销避策略的一三个 代表是粒子物理标准模型的奠基者之一,诺贝尔物理奖得主斯蒂文温伯格。他根本回应施瓦兹查尔德奇点的趋于稳定[参见Steven Weinberg, Gravitation and Cosmology, John Wiley & Sons, 1972, ISBN 0-471-92567-5]。我也回应黑洞的趋于稳定,理由是无穷发散和时光英文反转的逻辑背理。全都我的回应和温伯格的回应不太一样。他回应爱因斯坦引力场方程的奇点大疑问是为了维护爱因斯坦和广义相对论。我回应宇宙中趋于稳定广义相对论预言的黑洞,但不回应广义相对论理论的奇点和时光英文反转,目的是为了揭示广义相对论的谬误。

  人太好广义相对论趋于稳定度规张量无穷大发散和黑洞组织组织结构时光英文翻转另一三个 的根本性大疑问,学界不仅这样 质疑,反而掀起了研究黑洞的高潮,黑洞研究岂有的是成了理论物理和天体物理研究的显学,形成了一三个 国际性的产业。在黑洞研究的高潮中,霍金成了一三个 成功的弄潮儿和你你是什么产业中的最大受益者。他的成名,要是我所谓的“霍金辐射” 和“霍金蒸发”。霍金的哪些地方地方“发现”,人太好不需要说是发现,要是我伟大的伟大的发明。不趋于稳定的东西是不如保让 被发现的,如保让 却还都上能被理论家们伟大的伟大的发明出来。霍金是如保伟大的伟大的发明出“霍金辐射”的呢?

  他假定,在黑洞边界外面的邻近区域,如保让 海森伯测不准原理的神奇功能,会从真空中无中生有地产生正负粒子对。其中一三个 粒子会进入到黑洞,另一三个 会跑出去成为信息的源泉。全都远处的观察者还都上能观察到黑洞。这要是我轰动宇宙学界的“霍金辐射”。这项工作为霍金赢得了意想还都上能 的名利。19400年他被聘为剑桥大学的Lucasian讲座教授(牛顿,狄拉克都曾任你你是什么讲座教授),名声大噪。

  4004年霍金公开承认自己400年前提出的黑洞理论的错误。十年后,他索性否認黑洞的趋于稳定,認爲黑洞和量子力學不相容。他在與《自然》雜誌的訪談中說:“在經典理論中物質無法從黑洞中逃脫,另一三个 量子理論容許能量和信息從黑洞中脫逃。” “正確的答案仍然是個謎。” 2014年他在arXiv上貼出的文稿中说:“不趋于稳定黑洞边界(event horizon)就是因为这样 黑洞”,说黑洞理論是他一生鑄成的“大錯”(biggest blunder)。

  霍金被捧为“爱因斯坦另一三个 最伟大的天才”和黑洞理论祖师爷。霍金认错并回应黑洞的趋于稳定,是有的是是因为黑洞理论研究的终结,是因为全世界从此就吸取教训,认识到跟着权威盲目地折腾有违科学研究的基本原则?不一定。说霍金是近几十年来黑洞研究的领军人物,他是当之无愧的。在他的旗帜下如保让 训练了一支庞大的理论和实验队伍。而今霍金一三个 劲认错,使得一三个 劲追随他纵横驰骋的战士们陡然背叛了战斗目标,失落了战斗的意义,不知如保是好。亲戚大伙儿 一三个 劲唯霍金的马首是瞻,如保让 如保让 亲戚亲戚大伙儿 以为霍金認錯是因为著黑洞理论和大爆炸理论从此就会从学术界消失,则是对理论物理学界的黑暗太不了解。

  黑洞理论和大爆炸宇宙学经过几十年的发展,如保让 形成了一三个 包括理论和实验队伍的伟大产业。要想一三个 劲回应破产,谈何容易。这成千成万的职工如保安置?尽管霍金如保让 被捧为顶级权威和明星,如保让 一旦他的言行危及到整个营垒的前途命运的另一三个 ,你你是什么营垒是有的是还将他的言论奉为圭臬,便是一三个 大大疑问了。亲戚亲戚大伙儿 有历史的先例。爱因斯坦被主流认定为最伟大的科学家。另一三个 当爱因斯坦背叛他的宇宙因子另一三个 ,从事宇宙学研究的理论家们并这样 听爱因斯坦语句,要是我继续高举爱因斯坦的宇宙因子,用在大爆炸宇宙学中。亲戚大伙儿 如保让 认为背叛宇宙项是爱因斯坦一生中所犯的最大错误。在爱因斯坦于1915发表他的广义相对论后还都上能 一三个 月,施瓦兹查尔德就写信给爱因斯坦指出了黑洞大疑问。

  另一三个 爱因斯坦自己从来不承认黑洞的趋于稳定,如保让 他知道黑洞边界上的无穷大发散和黑洞上面的时光英文反转是致命的理论佯谬。承认了黑洞的趋于稳定无异于彻底回应广义相对论的整个理论。另一三个 爱因斯坦的回应不需要说能阻挡后人包括惠勒和霍金等人大张旗鼓地研究黑洞,要是我能阻挡克鲁斯科创造多重宇宙和黑洞白洞虫洞。同样道理,黑洞巨星和权威霍金晚年否定黑洞的趋于稳定,认为黑洞研究是他一生铸成的大错,要是我能阻挡后人继续进行黑洞的研究项目。如保让 黑洞研究已然成为了一三个 国际性的产业。任何一三个 产业有的是自我肯定和力求生存的本能。全都,黑洞研究和大爆炸理论研究一定会在学术界趋于稳定相当长的时期。

  比如EHT(Event Horizon Telescope)要是我一三个 多国公司合作 的项目。参加者有来自几个国家和地区的几百位科学家,联网的有八个射电天文台,其中美国一三个 ,智利一三个 ,西班牙,墨西哥各一三个 ,还有一三个 SPT在南极。SPT人太好联网了,如保让 南极观测还都上能 M87星团。如保让 从建立各个射电天文台的时间算起,也是几十年的努力了。这样 大的阵仗,仅仅凭霍金语句,就停下来,为什么会么会如保让 ?发表一张宣称是黑洞的照片,对于被大爆炸宇宙学控制而处境日益困难的天体物理学界,无疑是一剂强心针。媒体热炒,是非常自然的。不少人估计你你是什么工作会赢得诺贝尔奖,也是全部如保让 的。

  此前有LIGO引力波实验赢得了诺贝尔奖,有的是LHC的上帝粒子探测实验获得了诺贝尔奖,有的是先例。像你你是什么大规模的国际公司合作 项目,无论人力物力有的是一点科研项目无法比的。对其肯定否有有,直接影响到社会对此类超大型科研项目(Big Science)的进一步支持。亲戚亲戚大伙儿 如保让 注意到了诺贝尔和平奖评审中的政治和社会因素。其人太好诺贝尔物理奖的评审中,随着研究项目的大型化和国际化,社会因素的分量也这样 重了。这使一点科学家不服气,以为科学应该和政治无关。科学人太好应该和政治无关,如保让 科学奖项的决定却无法脱离政治与社会的因素,无法脱离人的因素。对此亲戚亲戚大伙儿 也要正视现实。

  要紧的是,亲戚亲戚大伙儿 要以平常心对待诺贝尔奖,不需要说以为一三个 工作一旦获得了诺贝尔奖,要是我绝对真理。诺贝尔奖要是我主流学术界对当年工作的评比筛选,授予一三个 比较突出的工作而已。不见得哪些地方地方工作要是我真理如保让 历史的定论。还都上能肯定,对于上帝粒子探测,LIGO引力波实验和最近的EHT黑洞照片,历史今一定会有不同的评定。

  这样 ,亲戚亲戚大伙儿 为什么会么会正确地认识这张回应了的EHT黑洞照片呢?人太好很简单,这要是我一张天体照片,和广义相对论毫无关系,也根本还都上能 作为证实广义相对论的直接证据。要和广义相对论扯上关系,要能 证明这张照片上的东西具有相对论黑洞的一三个 本质社会形态:1)在所认定的所谓“黑洞”的边界(Event Horizon)上时光英文度规无穷大发散;2)在你你是什么边界(Event Horizon)以内时间与空间反转。如保让 还都上能 证明这两点,那就根本还都上能 说这张照片要是我广义相对论黑洞。

  这张照片是地球上八个射电天文台的亚毫米波观测数据由电脑合成的照片,信号不在 可见光频段,全都所有的彩色有的是是直接观测的,要是我根据数学模型模拟计算出来的。如保让 ,这有的是我要能 说的根本大疑问。我无意挑战EHT团队的敬业精神和学术诚实,也无意质疑这张照片的真实性。我要是我排除宇宙间有非常大的黑色星云如保让 黑色星体的趋于稳定的如保让 性。如保让 ,哪些地方地方和广义相对论黑洞毫无关系,除非你能证实你所观察到天体具有边界上的无穷大发散和组织组织结构的时光英文反转。

  另一三个 ,EHT实验团队有的是有理论团队为实验提供理论准备吗?难道亲戚大伙儿 这样 证明亲戚大伙儿 所观察的天体具有广义相对论黑洞的本质社会形态?这样 ,绝对这样 。这样 任何人要能证明一三个 边界上度规无穷大发散边界内时光英文反转的天体的趋于稳定。这样 ,哪些地方地方理论家做了些哪些地方理论工作呢?亲戚大伙儿 做的工作除了根据天体质量对黑洞进行分类以外,一点全部有的是在广义相对论黑洞边界外边做的文章。

  比如,霍金的“霍金辐射”要是我趋于稳定在黑洞外面。霍金的学们和追随者们在天体物理学文献中发表的论文汗牛充栋,有的是一点和广义相对论无关的猜想。比如,如保让 你看一遍并有的是环状如保让 盘状的天体,便猜想这如保让 是并有的是旋转的黑洞。如保让 你看一遍这环状如保让 盘状的天体上面有二根发亮的轴,还都上能进一步发挥想象力,猜想这是如保让 随近的二氧化碳 如保让 物质甚至星体被黑洞中心吸入,如保让 高速运动摩擦生热,使得被吸入的物质一每段转化成能量,沿着旋转轴从两边射出。

  哪些地方地方猜想一点意思,但有的是是爱因斯坦的意思,也和广义相对论无关。任何人对着一张天文图都还都上能有不同的猜想。不信你对着马头星云凝视,如保让 让您想象的翅膀尽情地飞翔,看看能想象出几个言之成理的动人故事。在近代和当代天体物理学界,一点猜想都尽量和广义相对论挂钩,唯其这样 要能得到主流的认可和重视。科学上的猜想是允许的,有另一三个 也是要能 的,如保让 这里亲戚亲戚大伙儿 还都上能 忘记科学的严谨,不需要说把“疑似支持” “有如保让 ”随便说成是“实验证实”。

  一三个 前车之鉴要是我爱丁顿的日食观测实验。他观察到了掠过太阳表皮的光线弯曲,便立即宣称你你是什么弯曲是太阳引力造成的,宣称证实了爱因斯坦的广义相对论,而全部忘记了日冕会像地球大气一样使光线折射弯曲。你你是什么事件立即被泰晤士报在头版炒作,成了相对论行时的最重要的历史是因为。另一三个 教训是对宇宙红移的解释。哈勃观察到了星体谱线红移和距离之间大致的线性关系。哈勃立即解释为红移是如保让 天体运动造成的多普勒效应。你你是什么解释的直接结论要是我整个宇宙在合适400亿年前的半径等于零,在此另一三个 宇宙不趋于稳定。多普勒红移解释有几个明显谬误的结果:1)无中生有的宇宙创造论;2)地球是宇宙的中心;3)宇宙膨胀带宽单位超过光速。要是我另一三个 一三个 对宇宙红移不合逻辑的解释,造成了宇宙学与天体物理近一三个 世纪的乱象。

  殊不知,运动有的是造成红移的唯一如保让 是因为。还有一三个 如保让 的是因为是宇宙媒质对光线的色散衰减。你你是什么大疑问我在“Dispersive Extinction Theory”一文涵盖全部的阐述。此文于4005年发表于Physics Essays, Vol 18, No2。我的DET理论中的宇宙是稳定的,在时间和空间上有的是无穷的。既这样 宇宙的创生,也这样 宇宙的湮灭,要是我要能 地球趋于稳定宇宙中心。从爱丁顿的日食实验和哈勃的宇宙红移实验的教训,亲戚亲戚大伙儿 还都上能看一遍对观测结果的正确解释多么重要。在对待EHT电脑合成照片的解释上,亲戚亲戚大伙儿 同样要能 坚持科学的严谨,如保让 后果是灾难性的。

  我有一三个 数学界的亲戚大伙儿 来信询问说,你所说的时光英文反转,是有的是要是我所谓的“timelike”, “spacelike”, “lightlike”?不一样。玩弄哪些地方地方词汇是亲戚亲戚大伙儿 用来淡化时光英文反转大疑问的严重性的手段,听起来好像时光英文反转不趋于稳定似的。“timelike” 和 “spacelike” 是在狭义相对论中用来表示一三个 事件之间的因果联络关系。如保让 一三个 事件离得很近,它们之间还都上能通过光线传播建立因果联络,要是我你是什么三个 事件之间的关系是“timelike”。如保让 一三个 事件离得很远,它们之间即使以光线传播也无法建立因果联络,要是我你是什么三个 事件之间的关系是 “spacelike”。至于“lightlike”,和广义相对论黑洞上面的时光英文反转毫无关系。

  广义相对论黑洞中的时光英文反转则是全部另一码事。如上所述,它是如保让 黑洞上面的半径r 小于施瓦兹查尔德半径 rs 而造成时间微分元和半径微分元改变符号。半径微分元变成正的,成了时间微分元;时间微分元变成负的,和一点一三个 空间坐标,也要是我极角和方位角的微分元同样有的是负的,因而时间,极角和方位角一三个 坐标组成黑洞上面的空间。为哪些地方微分元的符号这样 重要?如保让 微分元的符号直接决定时光英文度规的社会形态。在狭义相对论里,物理的时光英文度规叫闵可夫斯基度规。这是并有的是赝欧几里得度规,要是我时间微分元与空间微分元符号相反。

  到底是时间微分为正还是为负是还都上能选者的,如保让 一旦选定,空间微分要能 是相反的符号。如保让 时间和空间微分元有的是正的,则整个广义相对论有的是天翻地覆。所有微分元有的是正的度规所描绘的空间叫欧几里得空间。不涵盖时间的三维空间是欧几里得空间。一旦涵盖时间,变成四维时光英文,就要能 是赝欧几里空间。时光英文微分的正负关系在广义相对论里也是还都上能 变的,如保让 根据广义相对论的等效原理,引力场中任何一点的时光英文度规都还都上能通过一三个 坐标变换变成闵可夫斯基度规。如保让 说,任何一三个 时光英文点的曲面座标系有的是一三个 赝欧几里得坐标与之相切。你你是什么等效原理的通俗说法是在一三个 自由落体的坐标系内好像引力不趋于稳定。

  凡是学过广义相对论的亲戚大伙儿 都应该知道度规张量的重要性。还都上能说,度规决定一切。给定一三个 度规,就决定了度规联络,黎曼张量,里奇张量,黎曼曲率,爱因斯坦张量和短程线方程,也要是我说,时光英文度规决定了引力场的所有力学性质。正如保让 这样 ,得到了度规张量,要是我得到了爱因斯坦引力方程的解。全都度规张量时光英文微分元的反号非同小可,有的是玩弄语言称之为“timelike”和 “spacelike”就还都上能把大疑问藏到地毯下面。谓予不信,哪些地方地方亲戚大伙儿 不妨做做黑洞上面和黑洞界面上的黎曼几何,就知道厉害了。还都上能说,在黑洞上面连洛伦兹协变性都无法遵守,甚至无法定义。

  黑洞大疑问是认识广义相对论谬误的一三个 带宽,要对广义相对论做一三个 正确的评价,应该不需要说同带宽全方位地深入地剖析其理论,实验检验以及应用。可惜,在长达一三个 世纪的文献中,你你是什么综合性的评论尚付阙如。2015年,在全球纪念爱因斯坦发表广义相对论一百周年之际,我写了一篇“One Hundred Years of General Relativity – A Critical View”,发表于Physics Essays, Volume 28, No 4, pp421-442,对广义相对论场方程的建立,求解,线形近似,运动方程,实验检验,做了一三个 人太好简短如保让 相当彻底的分析,也谈到了多重宇宙和黑洞,白洞,虫洞以及时光英文穿越概念的引入以及近年热门的量子引力话题。我把这篇文章的中文版 “广义相对论百年”贴到 我的博客网站上,国内一点媒体也在转载。

  希望我的这篇短笺要能回答您老提出的大疑问。您人太好年事已高,仍然老骥伏枥,志在千里,令晚辈不胜钦佩。前蒙推荐,使拙文要能和祖国学术界广大读者见面,深表谢忱。足见先生对科学对国家的带宽责任感和对后学的关爱。还都上能告慰您老的是,我的意见和工作慢慢得到了学界的关注,有点是在“One Hundred Years of General Relativity – A Critical View” 和 “Unification of Gravitational and Electromagnetic fields” 发表另一三个 ,关注度有明显的起色。Scholars’ Press立即来信我要我将统一理论成书出版。忙了几个月,这本书终于出版了[Ling Jun Wang, Unification of Gravitational and Electromagnetic Forces, Scholars’ Press, 2019, ISBN 978-3-639-51331-8]。

  去年在维也纳报告了统一理论另一三个 ,陆续收到几个会议邀请作关于统一理论的主旨报告。我选了几个,将于今年夏天去参加赫尔辛基,柏林和伦敦的会议。最重视的是芬兰物理学些和哲学些好。亲戚大伙儿 负责我参加会议的往返机票和食宿等一切费用,说明亲戚大伙儿 的热情诚恳。亲戚大伙儿 希望你还都上能物理学与哲学的关系做一三个 主旨报告,还希望录像采访,可见盛情。的确,理论物理学界并有的是走入迷途,关键是自然哲学和指导思想的迷失。这点,我在《致中国物理学界建议书》中亦有表述。我感觉到,理论物理学界似乎在现在开始英文了了解冻。我好像看一遍了物理学复兴的曙光。

  愿您老好好保重身体,以期负重致远。