黑洞曾經(jīng)是廣義相對論中預言的天體，1916年愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論之后，當年史瓦西就在一戰(zhàn)戰(zhàn)場上解出了一個精確解-史瓦西度規(guī)，這個解是天體引力坍縮的終極答案，這就是黑洞的理論基礎！

但史瓦西杰出這個答案后由于觀測技術上的原因，很長一段時間內都無法驗證黑洞的存在。因此黑洞成了廣相里一個著名的預言！

第一個黑洞的發(fā)現(xiàn)

X射線天文學在1949后開始興起，初期只是用V-2火箭搭載蓋革計數(shù)器，觀測太陽發(fā)出的X射線，證實了太陽是一個X射線源。1962年美籍意大利裔天文學家里卡爾多·賈科尼利用探空火箭觀測月光反射中X射線時，以外的的觀測到了天蝎座一個強X射線源，被命名為天蝎座X-1，后來發(fā)現(xiàn)這是來自銀心的X射線輻射。

在1964年的一次探空火箭飛行中，發(fā)現(xiàn)了天鵝座一個強X射線源，被命名為天鵝座X-1，這個位置是一顆超巨星HDE 226868，它與一個看不見的天體互為伴星，兩者相距0.2天文單位，這顆超巨星吹出的超強恒星風為這個看不見的天體吸積盤提供了大量物質，這就是X射線的源頭！根據(jù)兩者軌道特性，天文學家測算出這顆看不見的天體質量是太陽的14.5倍。

關于天鵝座X-1是否是一個黑洞的問題還有一段有趣的歷史，霍金是黑洞領域研究的佼佼者，但他并不認為天鵝座X-1是一個黑洞，因此和同事基普.索恩打了一個賭！隨著空基X射線天文臺的崛起，1990年經(jīng)過大量觀測認為天鵝座X-1有超過90%的可能是一個黑洞，因此霍金輸了這個賭局，為此他給基普.索恩訂閱了一年的美國情色雜志《閣樓》，據(jù)說讓索恩的太太非常不爽。

黑洞真的能撕裂原子嗎？

這是一個比較有趣的話題，準確的說可能并不是撕裂，因為將一個棉花團撕扯成一條條和壓縮成一個更小的棉花團很明顯是兩個過程。而黑洞撕裂原子更像是后者，我們來簡單說明下這個過程。

• 物質對抗壓縮的第一步：臨近原子的電子之間的斥力

我們知道氣體很容易被壓縮，比如要壓縮空氣罐或者煤氣罐等，這是因為氣體分子間距大約是分子的數(shù)十倍以上，因此理論上壓縮比例可以達到1000倍，但很明顯這不可能實現(xiàn)，因為兩者無限靠近，電子之間的庫倫斥力開始起作用，阻止進一步壓縮，一對電子的庫倫斥力很小，但架不住天文字的電子累加的斥力！

孔徑光柵顯微鏡拍的原子

• 物質對抗壓縮的第二步：泡利不相容原理的電子簡并力

對于恒星內核坍縮初期的白矮星來說，原子之間的電子斥力早已不是問題，接下來就進入了量子力學的應用范圍，因為費米子無法占用同一個能級，因此它們之間將會產(chǎn)生簡并斥力，這是電子對抗白矮星引力的唯一手段，除此以外再無其他方式。

• 物質對抗壓縮的第三步：中子簡并斥力

電子簡并力不能無限增加，但天體的質量可沒有上限，因此終會有一個質量產(chǎn)生的坍縮引力會導致電子簡并力崩潰，此時電子進入了原子核，和質子中和成了中子，這就是中子星的來歷，因為在這個狀態(tài)下將不存在核外電子，所有的物質都是原子核內的中子狀態(tài)存在，在中子星的外圍可能會存在部分等離子狀態(tài)物質，但內部則是不同的中子簡并態(tài)。

• 物質最終將無法對抗壓縮，中子簡并力向引力屈服

有觀點認為會形成夸克簡并態(tài)的夸克星，但這個理論還有待商榷，因為以現(xiàn)有能級的加速器并不能真正將夸克轟出來，因為夸克禁閉狀態(tài)是那樣的牢固，因此在中子星和黑洞之間是否存在夸克星，這仍待商榷，或者我們就直接拋開夸克星不管，認為中子星后就是黑洞這完全沒有問題。



如何才能真正撕碎原子？

看來將所有原子揉成一個看不見的黑洞明顯不符合我們撕碎的要求，也許我們可以提供一個更好的方式，來真正撕碎原子，質子，甚至里面的夸克！而是用的方法也非常簡單，就是極其暴力的高溫！



2011年中美印科學家聯(lián)合研究確定了從強子物質（即普通物質）到夸克膠子等離子體的相變溫度約為175百萬電子伏特，相當于2萬億攝氏度的超高溫，這是RHIC對撞機將兩束金原子核加速到接近光速后相撞，形成了能量密度和高溫的夸克膠子等離子體！大約是宇宙大爆炸發(fā)生后10^-12S后的溫度，這應該是人類最接近造物主的時刻！



沒有力量可以將其質子和中子撕裂，但高溫可以，RHIC（美國布魯克海汶國家實驗室中的相對論重離子對撞機）已經(jīng)可以實現(xiàn)，也許未來更高能級的加速器出現(xiàn)會撕裂的更徹底。比如大爆炸的奇點，但奇點卻不可以用引力來描述，因為那會引力還沒有被釋放出來，哪來的引力？