科學家首次發現黑洞有壓力 黑洞從假說到顯露“真容”

人們在生活工作中，都有著或大或小的壓力。不過，讓人意外的是，深邃宇宙中，就連能夠吞噬一切的黑洞，也有“壓力”。

近日，一項最新研究表明，來自英國薩塞克斯大學的物理學家發現，黑洞實際上是更復雜的熱力學系統，不僅有溫度，還有壓力。這是科學家首次發現黑洞有壓力，相關研究成果發表于《物理評論D》。

為何黑洞也有壓力?此次研究人員是如何發現這一特性的?未來又應該如何驗證?帶著這些問題，科技日報記者采訪了北京師范大學物理學系副教授、引力物理專家張宏寶。

黑洞從假說到顯露“真容”

作為20世紀物理學界最重要的假說之一，黑洞讓物理學家和天文愛好者都十分著迷。

早在1783年，英國地理學家約翰·米歇爾就提出，宇宙中可能存在一種天體，其密度大到連光都無法逃逸。1915年，愛因斯坦在廣義相對論中提出某些大質量恒星會演化為巨大的引力場。1916年，德國天文學家卡爾·史瓦西的計算結果表明，如果大量物質集中于空間一點，其產生的引力可以讓光也無法逃脫。1968年，美國天體物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒正式提出了“黑洞”一詞。

然而，由于黑洞無法被直接觀測到，人類只能憑借一些間接的方式，例如借由其他物體的軌跡或被吸入物體的信息來證明黑洞的存在，并依據這些信息對黑洞進行研究。

隨著科普和科幻作品的流行，黑洞已經成為大眾最熟知的科學概念之一，黑洞的“神秘屬性”也刺激著人們對于宇宙的好奇心。在過去的幾十年間，科學家圍繞黑洞的相關特征提出了大量的假說，但時至今日，黑洞仍有許多謎團待解。

2019年4月，經過200多名科研人員歷時10余年的努力，人類才終于拍到歷史上首張黑洞照片，這在黑洞研究歷史上具有里程碑意義。

“奇怪”的數字揭示黑洞壓力

即便見過了黑洞的“顏值”，人類仍然對黑洞的屬性知之甚少。不過，隨著研究的不斷深入，科學家正在不斷獲得新的發現，這些研究成果也讓黑洞的科學形象越來越“豐滿”。

事實上，早在1974年，著名物理學家霍金就已提出假說，認為黑洞能夠不斷向環境輻射熱量，具有類似黑體的輻射光譜，即“霍金輻射”。這就意味著，黑洞應當有溫度，而且黑洞最終會完全蒸發。根據霍金的理論，黑洞并不意味著絕對的虛無，而是會發射粒子，即散發出熱輻射。霍金相信這種輻射最終會使黑洞失去足夠的能量和質量，導致其最終消失。