黑洞的攝影證據(jù)意味著什么？它將如何影響當(dāng)前和未來的研究？

這張照片是一項(xiàng)了不起的技術(shù)成就。但遺憾的是，就我們對黑洞的理解而言，它實(shí)際上意味著很少。有幾種黑洞理論;一些主要的是：

暗星：第一個(gè)黑洞理論可以追溯到1783年至1784年的約翰米歇爾。當(dāng)時(shí)認(rèn)為光是微粒，其速度大致已知。米歇爾計(jì)算出一顆非常重的恒星，其表面重力足夠高，其逃逸速度可能大于光速，因此光線無法逃脫。他還計(jì)算出離開重力井的光必須失去能量，這是理解引力紅移的重要一步。拉普拉斯幾年后也得出了類似的結(jié)論。

施瓦茲希爾德黑洞：愛因斯坦在1915年完成廣義相對論后，大多數(shù)人認(rèn)為他的場方程太難以解決。但僅僅一年之后，施瓦茲希爾德就發(fā)現(xiàn)了令所有人驚訝的事對于單個(gè)非旋轉(zhuǎn)不帶電的球?qū)ΨQ物體的情況的精確解。（并且Droste在幾個(gè)月之后發(fā)現(xiàn)了相同的解決方案。）對于一個(gè)小但非常大的物體，這個(gè)解決方案在有限半徑上變得奇異（即時(shí)間流量變?yōu)榱悖⑶疫€具有點(diǎn)奇點(diǎn)在中心。后來的分析表明，球形“事件視界”奇點(diǎn)并非物理真實(shí)（你可以飛行成一個(gè)黑洞），而是一個(gè)可以修補(bǔ)的數(shù)學(xué)神器。但是中心的奇點(diǎn)仍然存在。進(jìn)一步的工作使我們能夠更好地理解帶電的背孔和旋轉(zhuǎn)黑洞，但我會(huì)將這些變體計(jì)算為基本相同。

量子黑洞：Schwarzschild黑洞是“干凈的”，因?yàn)樗粫?huì)輻射任何東西。量子理論暗示黑洞應(yīng)該泄漏或者甚至可能緩慢地蒸發(fā)。如果仔細(xì)測量一個(gè)沒有傳入物質(zhì)的黑洞，就可以測試這個(gè)。

Kaluza-Klein Soliton：在20世紀(jì)20年代，Kaluza-Klein理論使用緊湊的第五維來試圖統(tǒng)一重力和電磁。粗略地說，它從等效于愛因斯坦場方程的5維開始，然后表明在正常的4維時(shí)空中你會(huì)看到廣義相對論+電磁學(xué)+我們不知道如何解釋的標(biāo)量場。（現(xiàn)代的10維和11維理論，包括弦理論，都是類似KK的;它們只是增加了更多的維度來覆蓋其他力量。）然而，在KK理論中，你沒有得到Schwarzschild的黑洞;相反，你會(huì)得到一個(gè)看起來有點(diǎn)像黑洞的5維孤子，但有一些重要的區(qū)別，例如：

• 中心的奇點(diǎn)是球形，而不是點(diǎn)狀。
• 一些質(zhì)量在奇點(diǎn)之外，因此在理論上是可觀察的。

還有其他型號(hào)的黑洞，但讓我們堅(jiān)持下去。

我們非?？隙ò敌悄Ｐ褪清e(cuò)誤的。它完全基于牛頓引力，它預(yù)測（例如）太陽周圍的光線彎曲應(yīng)該是我們實(shí)際觀察到的一半。這是因?yàn)榕ｎD引力（從現(xiàn)代的角度來看）只是彎曲時(shí)間的理論，但對于光速或接近它，你也需要彎曲空間項(xiàng)。

然而，很難找到能夠區(qū)分Schwarzschild黑洞和Kaluza-Klein孤子的測試。當(dāng)然，我們現(xiàn)在擁有的一個(gè)模糊圖像是不夠的。為了測試量子與經(jīng)典，我們想要一個(gè)沒有吸積盤的黑洞，但這個(gè)黑洞有一個(gè)巨大的黑洞。所以是的，我們看到了一個(gè)非?？岬摹昂诙础?。但我們還沒有看到足以說明黑洞的基本理論是正確的。

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