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https://www.zhihu.com/video/927278451369586688
视频版权：Socratica；
字幕翻译：天文志愿字幕组（有错误的地方望各位指出）
译：@Chauncy Ren
黑洞（英文：black hole）是根据广义相对论所推论、在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体（并非是一般认知的“洞”概念）。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽后，发生引力坍缩而形成。黑洞的质量是如此之大，它产生的引力场是如此之强，以致于大量可测物质和辐射都无法逃逸，就连传播速度极快的光子也逃逸不出来。由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名黑洞。[1]在黑洞的周围，是一个无法侦测的事件视界，标志着无法返回的临界点[2]，而在黑洞中心有一个密度趋近于无限的奇点。
当星体发生超新星爆炸时，中子之间强烈的互相排斥力量无法抵挡外界推挤力量，将中子星挤压成更高密度状态，同时在没有其他力量足以抵挡如此强大压力的情况下，整个星球会不断地缩小，最终形成“黑洞”。[3]直至目前为止，所发现质量最小的黑洞大约有3.8倍太阳质量。[4]
黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前因高热而放出紫外线和X射线的“边缘消息”，可以获取黑洞的存在的消息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行黑洞轨迹，来获取位置以及质量。 [5][6]
黑洞是天文物理史上，最引人注目的题材之一，在科幻小说、电影甚至报章媒体经常可见将黑洞作为素材。迄今，黑洞的存在已得到天文学界和物理学界的绝大多数研究者所认同，天文界并不时提出于宇宙中观测到已存在的黑洞。[7]
大麦哲伦云面前的黑洞（中心）的模拟视图。请注意引力透镜效应，从而产生两个放大，以星云最高处扭曲的视野。银河系星盘出现在顶部，扭曲成一个弧形。
根据英国物理学者史蒂芬·史蒂芬霍金于2014年1月26日的论据：爱因斯坦的重力方程式的两种奇点的解，分别是黑洞跟白洞。不过理论上黑洞应该是一种“有进没出”的天体，而白洞则只能出而不能进。然而黑洞却有粒子的辐射，所以不再适合称其名为黑洞，而应该改其名为“灰洞”[8]，先前认为黑洞可以毁灭信息情报的看法，是他“最大的失误”。
参考文献（WJ百科 知识共享）
跳转^ Davies, P.C.W. Thermodynamics of Black Holes (PDF). Reports on Progress in Physics. 1978, 41: 1313–1355 [2011-02-10]. doi:10.1088/0034-4885/41/8/004. （原始内容 (PDF)存档于2013-05-10）.跳转^ 撰文／麦森（John Matson）翻译／宋宜真. 史蒂芬霍金是对的（可能吧）. 科学人杂志. 2011-01-01 [2013年8月25日] （中文（台湾））.^ 跳转至：3.0 3.1 作者：矶部琇三/著; 译者：郭淑娟. 《图解宇宙的构造》. 台湾: 世茂出版社. 1999年6月1日: p94–p95. ISBN 9575298357 （中文（台湾））.跳转^ NASA Scientists Identify Smallest Known Black Hole. 2008-04-01.^ 跳转至：5.0 5.1 陈辉桦. 黑洞如何形成. 国立自然科学博物馆. 馆讯第130期 [2013年8月25日] （中文（台湾））.^ 跳转至：6.0 6.1 吴俊辉. 黑洞好黑！. 科学人杂志. 2012-03-01 [2013年8月25日] （中文（台湾））.跳转^ 傅学海,蔡文祥 合著. 《认识天文》. 国立空中大学. 2001年: 150. ISBN 9576614465（中文（台湾））.跳转^ “黑洞”不存在 只有“灰洞”？史蒂芬霍金再次震惊全球科学界. Yahoo奇摩新闻《福斯新闻网》(Fox News) （中文（台湾））.
解说词
（翻译：天文志愿字幕组，若有错误，欢迎指出）
在远处，星星是小小的光点。但近一点，星星是团巨大的，看的见的，
炽热的燃烧的气体。这一场焰火表演不会持续太久。\N最终，给恒星的提供能量的
核聚将会燃尽它的燃料。重力随后让余下的
物质崩塌到一起。那些无比巨大的恒星，\N接下来将会发生一场极端的表演。首先，
恒星爆炸成一个超新星，将它的大部分物质撒在宇宙周围。
在片刻间，正在衰亡的恒星闪耀着它的整个星系。一旦光变得暗淡，
黑暗就回来了，剩下的物质形成了一个十分密集的物体以至于任何
太靠近它的物体将会完全消失在视野里，这就是一个黑洞。\Ngets too close will completely disappear from view. THIS is a black hole…
黑洞的这一想法起源于几百年前。在1687年 艾萨克·牛顿出版了
他的被周知为“数学原理”的杰作。他对他的运动定律与
万有引力定律做了如下细致描述：\N通过一个思维实验——假想在很高的山上放置一门大炮，
牛顿得出了逃逸速度的概念，这是打破
重力牵引的速度要求。在1783年，英国教士乔恩·米歇尔
发现比我们的太阳要大500倍的星体会有比光速还要大的逃逸速度。
他把这些巨大的天体称为“黑星”，因为它们能\Nthan the speed of light. He called these giant objects “dark stars” because they could
不释放星光。这一想法被搁置了一个多世纪。
此后，在20世纪早期，阿尔伯特·爱因斯坦创造了两种
改变了我们的时空观的相对论——狭义与广义相对论。
狭义相对论由等式E=MC^2而出名。\N广义相对论描绘了一幅新的关于重力的图景。
依据广义相对论，物质与能量使
空间与时间扭曲。由此，当物体向一个大质量的物体靠近时，将会
沿着弯曲的路径前进，这是因为时空的扭曲。\N我们将这种现象称为“引力”。
这一想法的一种结果是——光也受引力影响。毕竟，如果
时空能被扭曲，那么包括光在内一切事物将会沿着一个弯曲的路走。
爱因斯坦于1915年发表了他的广义相对论。牛顿的引力理论\NEinstein published his general theory of relativity in 1915. And while Newton’s theory of gravity
能用一个简单的公式解释，爱因斯坦的理论却要一系列的复杂的\Ncould be expressed using a simple formula, Einstein’s theory required a set of complex
被称为“场方程”的方程式来解释。在爱因斯坦发表该理论数月之后，\Nequations known as the “field equations.” Only a few months after Einstein’s publication,
德国的科学家卡尔·史瓦西发现了一个惊人的方案。依据场方程，
一个密度极其大的物质球在空间里创造了一个球形区域，在那里
没有什么能够逃离，甚至光亦是如此。\N那是个引人好奇的结果，但这种事物真的存在吗？
首先，关于在空间里有一个的黑色的，\N没有什么东西能脱离它的球体的想法，其被纯粹地
认为是一个数学结果，还是一个或许不会真正发生的结果。\N但是，几十年过去了，
我们对恒星的生命循环有了更进一步的了解。\N据观察，一些正在凋亡的
恒星变成了脉冲星，另一种理论上预言的奇异天体。这表明
“黑星”或许也会是真的。这些奇怪的球体被称为“黑洞”，\Nstars could actually be real as well. These strange spheres were named “black holes,”
科学家们开始了寻找它们、描述及理解它们
如何诞生的艰难工作
但你该如何在太空里发现一个黑透了的物体呢？\N幸运的是，由于黑洞
拥有一个巨大的质量，它们也会有一个巨大的引力场。\N因此，当我们未能
看见黑洞时，我们能观察它的引力对它的邻居的牵拉。
有了这一想法，天文学家们开始寻找一个可见星体与一个黑洞
彼此靠近的地方。一个例子就是双星。
双星是一个两颗星绕彼此运动的系统，\N我们能通过以下方法来认出它们。
你可以寻找轻微地来回改变位置的星星。另外，
如果你从一侧来观察双星，\N那么当一个星经过另一颗后面时，它的亮度会有所改变。
所以，有可能在太空的某一处，有一个由\Nbehind the other. So it’s possible that somewhere in space, there’s a binary star
一个黑洞和一个可见恒星组成的双星系统。\N事实上，这种双星系统已经被观察到了！
天文学家已经发现绕着不可见的同伴运行的星体。\N由可见星体的大小及
其轨道，天文学家计算出了它的不可见的邻居的质量。它符合
黑洞的定义。
由于我们不能看见黑洞，\N那么有什么方法来测量它的大小呢？由爱因斯坦的\NSince we can’t see a black hole, is there a way to find its size? From Einstein’s
场方程可知，给定黑洞的质量，我们能探知
那个与其余空间相分离的，不可逃离的球形区域的大小。
这个球体的半径被称为“史瓦西半径”，\N这是为了向卡尔·史瓦西致敬。
球体的表面被称为“视界”。如果有任何东西穿过视界，
那么它就永远地消失了——被隐匿于宇宙的另一部分。\Nit’s gone forever — hidden from the rest of the universe.
这意味着，一旦你知道了一个黑洞的质量，\N你能够通过一个简单的公式来计算其大小。
事实上，测量一个黑洞的质量十分容易。\Nformula. And it’s actually quite easy to measure the mass of a black hole. Just take
仅需将一个空间探测器发射到它的轨道上并绕其运行。
这就像其它环绕系统一样——比如地球围绕太阳转，或月球环绕\Nany other system of orbiting bodies — like the Earth orbiting the Sun, or the Moon orbiting
地球转——轨道的大小及周期将会告诉你黑洞的质量。\Nthe Earth — the size and period of the orbit will tell you the mass of the black hole.
如果你手头没有一个可用的空间探测器，\N那么可计算一个伴星的质量与轨道，\NIf you don’t have a space probe handy, then compute the mass and orbit of a companion
并借此来发现史瓦西半径。
黑洞的大小不一。如果它是由正在衰亡的恒星而来的，\N那么我们可以将其称为
“恒星质量”黑洞，因为它的质量与恒星的质量处于同一范围内。\N“stellar mass” black hole, because its mass is in the same range as stars. But we
但是我们能更进一步，要做到这一点，\N我们将要去参观一个星系的核心。
星系能容纳亿万恒星，它们（恒星）都围着一个中心点运动。
科学家们现在相信在大多数的星系的中心，\N存在着一个被我们称为“超大质量黑洞”的\Nnow believe that in the center of most galaxies lives a black hole which we call a “supermassive
黑洞，这是由于其超级大的质量。\N这些黑洞的大小从等同于成百上千个\Nblack hole,” because of its tremendous mass. The size can vary from hundreds of thousands
到亿万个恒星的质量。比如说，在我们的银河系的中心
有着一个4百万倍于我们的太阳的超大质量的黑洞。
黑洞有另外一个我们能测量的特性——它们的旋转。\N就如行星一样，恒星
亦会旋转，且不同的恒星的旋转速度不一。 想象一下我们能调整一个
恒星的大小但是却使质量不变。如果我们增加半径，那么旋转会变慢。\Nthis star but keep the mass constant. If we increase the radius, the spinning slows down…
如果将其大小变小，那么旋转速度会变快。但当旋转速度可变的同时，
角动量从不改变——它保持恒定。甚至当恒星坍缩为黑洞时，
其依旧会有角动量。我们可以通过
分别把两个探测器发射到离黑洞较近的，\N但相对的轨道上来测量。由于它们的角动量，
黑洞在时空里创造了一个旋转的流。顺着流运行的探测器
将会比逆行的要快很多，我们可以通过测量它们不同的轨道
周期来计算黑洞的角动量。\Nperiods we can compute the black hole’s angular momentum.
这股时空流是如此的强烈，\N其创造了一个被称为能层的区域，在那里没有什么，
包括光在内的，能够克服得了它。在能层里，没有什么能够保持不变。
在这个区域里的所有东西都被旋转的时空拉扯着。视界被包含在
能层里，并且它们在极点相汇。因此，换句话说，黑洞就像
时空漩涡。一旦进入能层，你就被漩涡抓住。当你
穿过视界后你就消失了。
电荷是我们能够测量黑洞的最后一个特性。我们在
日常生活里所遇到的大部分物质是不带电时，\N一个黑洞或许会有净正电或负电荷。
这可以通过看黑洞拉一块磁铁的力度来简单地测量。
但是带电的黑洞不指望存在于自然界。这是因为宇宙
里充满了带电粒子，因此一个带电的黑洞将会很容易吸引
相反极性的带电粒子，直到所有的电荷被中和。
以下是我们能测量的三种黑洞的特性：质量、角动量
以及电荷。据说，一旦你了解了这三个特性的值，你就能
完整地描述黑洞。这被趣称为“无毛定理”，因为\Ndescribe the black hole. This result is humorously known as the “no hair theorem,” since
除了这三个特性外，黑洞没有其它可区分的特性。\Nother than these 3 properties, black holes have no distinguishing characteristics. It’s
它不是金发，棕发或者红发人。
我们现在已从外部对黑洞有所了解，\N但是在黑洞里面又会是什么样子呢？
不幸的是我们不能发送一个探测器去观察它。一旦有任何仪器\Nthe inside? Unfortunately we can’t send a probe inside to take a look. Once any instrument
穿过视界，它就消失了。但是，别忘了我们有爱因斯坦的场方程。\Ncrosses the event horizon, it’s gone. But! Don’t forget we have Einstein’s fieldequations.
如果这些方程能正确地解释黑洞外面的时空，那么我们就能用它们
去预测黑洞内部正在发生什么。\Nto predict what’s going on inside as well.
为了了解场方程，科学家们考虑到了两种独立的情况：旋转的黑洞，
和不旋转的黑洞。不旋转的黑洞是更简单的并能先被
理解。在这种情况下，所有在黑洞里的物质崩塌为
黑洞里的一个被称为“奇点”的点。\N在这个点（奇点）上，时空被无限卷曲。
旋转的黑洞有着一个不一样的内部。在这种情况下，在黑洞里的物质
将会持续地坍缩，但由于旋转，它将会崩塌成一个环，
而不是一个点。这个环没有厚度，且其被称为“奇环”。
黑洞研究持续至今日，科学家们正在积极地投入到
黑洞出现在大爆炸之后可能性，及
黑洞能创造一个被称为“虫洞”的，\N连接我们宇宙的遥远的点的桥的想法之中。
我们对黑洞有很多了解，但是依旧有很多的谜团有待解决。
一个少为人知的事实——所有的“YouTube”\N视频被存在一个特殊的被称为\NIt’s a little known fact that all YouTube videos are stored in a special fabric called
“娱乐时间”的构造里。当你观看一个视频时，\N会在娱乐时间里传送能量波。
此外，当你订阅一个频道时，会产生一个极其微小的黑洞。\N因此，如果你喜欢
黑洞，那么你就应该知道下一步该做什么.......\N译：Chauncy Ren\N（观看更多中文天文视频欢迎关注weibo天文在线）\N【也欢迎您加入我们字幕组，私信koukou零度星系（南充）】
注意：所有信息数据庞大且由本人一人编辑，难免出现错误，还请指出错误所在好加以改之。
结束，感谢您的阅读与关注
全文排版：天文在线（零度星系）
转载请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
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发表于 2018-6-13 20:51:44
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