目前科学界的主流是认为黑洞存在还是不存在？
之前看过霍金14年的一篇文章说黑洞可能不存在，后来也听说有科学家通过数学推算证明黑洞不存在。那黑洞是否如她所说到底不存在？或者问下，物理学界对于黑洞的看法是什么？ 天文学家发现了一个与众不同的黑洞。http://picx.zhimg.com/v2-2915154119461f88f66d3cc6bf31f67b_r.jpg?source=1940ef5c
左图显示了 M31 的宽视场图像，红色框和插图显示了发现黑洞的 B023-G78 的位置和图像。图片来源：Iván Éder，HST ACS/HRC
十万个太阳质量，它比我们在星系中心发现的黑洞还小，但比恒星爆炸时产生的黑洞大。
这使它成为唯一已确认的中等质量黑洞之一，这是天文学家长期以来一直在寻找的物体。
“我们很好地探测到了最大的恒星质量黑洞，其大小可达太阳大小的 100 倍，星系中心的超大质量黑洞是太阳大小的数百万倍。”犹他大学天文学副教授、相应研究的合著者、资深作者阿尼尔塞斯说。
“这一发现填补了空白。”
黑洞隐藏在 B023-G078 中，这是我们最近的邻近星系仙女座星系中的一个巨大星团。
长期以来被认为是一个球状星团，研究人员认为 B023-G078 是一个剥离核。
剥离的原子核是小星系的残余物，它们落入更大的星系中，并且它们的外部恒星被引力剥离了。
剩下的是一个微小而致密的核，围绕着更大的星系运行，在该核的中心，是一个黑洞。
“以前，我们在比 B023-G078 大得多的大质量剥离核中发现了大黑洞。
“我们知道在低质量剥离核中一定有更小的黑洞，但从来没有直接证据，”主要作者利物浦约翰摩尔斯大学的 Renuka Pechetti说，他在犹他大学期间开始了这项研究。
“我认为这是一个非常明显的案例，我们终于找到了其中一个物体。”
该研究于 2022 年 1 月 11 日发表在《天体物理学杂志》上。
几十年的预感
B023-G078 被称为一个巨大的球状星团——由重力紧紧束缚的球形恒星集合。
然而，只有一次观测确定了它的总质量，大约 620 万个太阳质量。
多年来，赛斯一直觉得那是另一回事。
“我知道 B023-G078 天体是仙女座中最大的天体之一，并认为它可能是剥离核的候选者。但我们需要数据来证明这一点。我们一直在申请各种望远镜以获得更多观测结果多年来，我的建议总是失败，”赛斯说。
“当我们在 2014 年在剥离核内发现一个超大质量黑洞时，双子座天文台给了我们探索这个想法的机会。”
凭借来自双子座天文台的新观测数据和来自哈勃太空望远镜的图像，Pechetti、Seth 和他们的团队通过对物体的光轮廓建模来计算质量在物体内的分布情况。
球状星团具有标志性的光轮廓，其中心附近的形状与外部区域的形状相同。
但B023-G078 不同。
中心的光是圆形的，然后向外移动变得更平坦。
恒星的化学成分也发生了变化，中心恒星中的重元素比靠近物体边缘的重元素多。
“球状星团基本上是同时形成的。相比之下，这些剥离的原子核可以有重复的形成过程，气体落入星系中心，形成恒星。而其他星团可以被引力拖到中心。这是银河系的力量，”赛斯说。
“这是一堆不同东西的垃圾场。因此，剥离核中的恒星将比球状星团中的更复杂。这就是我们在 B023-G078 中看到的。”
研究人员使用该物体的质量分布，来预测恒星在星团内任何给定位置的移动速度，并将其与他们的数据进行比较。
速度最高的恒星围绕中心运行。
当他们建立一个不包括黑洞的模型时，中心的恒星与他们的观察相比太慢了。
当他们添加黑洞时，他们获得了与数据相匹配的速度。
黑洞增加了该物体是剥离核的证据。
“我们得到的恒星速度为我们提供了直接证据，表明中心存在某种暗物质，”佩切蒂说。
“球状星团很难形成大黑洞。但如果它在剥离的原子核中，那么肯定已经存在一个黑洞，它是从较小星系落入较大星系的残余物。”
研究人员希望观察到更多剥离的原子核，这些原子核可能拥有更多的中等质量黑洞。
这是一个了解更多关于低质量星系中心黑洞种群的机会，并了解如何从更小的构建块中构建星系。
“我们知道大星系通常是由较小星系的合并形成的，但这些剥离的原子核使我们能够破译那些过去相互作用的细节，”赛斯说。
其他作者包括利物浦约翰摩尔斯大学的塞巴斯蒂安卡曼；
纳尔逊考德威尔，哈佛-史密森天体物理中心；
Jay Strader，密歇根州立大学；
Mark den Brok，Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam；
Nora Luetzgendorf，欧洲航天局；
Nadine Neumayer，马克斯普朗克天文学研究所；
和史特拉斯堡天文台的 Karina Voggel。<hr/>参考资料：
Renuka Pechetti 等人，在 M31 的最大球状星团中探测 100,000 M⊙ 黑洞：潮汐剥离的核，天体物理学杂志（2022 年）。DOI：10.3847/1538-4357/ac339f
期刊信息： 天体物理学杂志 从史瓦西解诞生以来，科学家们通过对爱因斯坦广义相对论的研究，认为宇宙中存在一种被称为黑洞的特殊天体。当一个质量比太阳大很多倍的大型恒星濒临死亡的时候，就会在自身的引力作用下开始坍缩，并最终形成一个奇点，这个奇点就是我们常说的黑洞。黑洞的引力是如此之大，以至于光都无法逃脱。但是有科研成果表明，这可能只是我们的猜想，而黑洞在事实上或许是不存在的。一位来自美国北卡罗来纳大学的教授通过数学计算证明了这一点。她说，根据她的计算结果，恒星不可能坍缩为一个奇点。如果她的说法是正确的，那么我们可能就要推翻之前的一切理论，而重新思考宇宙到底是怎样诞生的了。
这项研究是由一个以美国科学家领衔的团队完成的，理论物理学家梅尔西尼-霍顿教授主持了这项研究。梅尔西尼-霍顿说，当恒星到达它生命的最后阶段时，会释放出霍金辐射。这个辐射是史蒂芬·霍金教授在 1973 年提出的假设，并最终在 2010 年得到了证实。在整个霍金辐射的过程中，恒星将会失去很多的质量，导致无法具有足够的密度，也就不能达到形成黑洞的条件。她认为，恒星在变成一个真正的黑洞之前，就会发生膨胀，并最终爆炸。恒星不会像想象中那样坍缩成一个奇点，也不会形成黑洞的视界。
梅尔西尼-霍顿教授说，她对这一计算结果感到十分震惊。因为科学家们对黑洞问题进行的研究已经超过了 50 年，最终出现的这个结果能够引发很多思考。科学家们可能在未来的某一天通过实验来证明黑洞究竟是否存在，但是从目前来看，梅尔西尼-霍顿认为她带领的团队通过计算得出的结论无疑是正确的。
这个结果不但使黑洞理论受到了质疑，甚至也让人们开始怀疑宇宙大爆炸理论是否成立。很多科学家都认为，宇宙是在 137 亿年前的一次大爆炸中诞生的，爆炸发生于一个奇点上。根据梅尔西尼-霍顿的计算，奇点可能并不存在，那么如此一来，宇宙大爆炸理论也随之产生了动摇。
其实，很长时间以来，在黑洞理论上都存在一个奇妙的地方，那就是需要将两个相悖的理论融合在一起才能解释它的存在。在爱因斯坦提出的相对论中，预测了黑洞的存在，一切物质和信息进入黑洞就无法逃出，也就是说信息消失在黑洞中。但是根据量子力学理论，宇宙中的一切信息都不会消失。于是将这两种理论结合在一起，就形成了所谓的黑洞悖论，那就是：质量是如何在预测中永远消失在黑洞里的？
梅尔西尼-霍顿进行的研究能够使这两个理论在数学上达到平衡，但是却意外地对黑洞理论造成了严重影响。在最近的几十年里，科学家们一直在尝试把广义相对论和量子力学这两种基本的物理理论结合在一起，梅尔西尼-霍顿认为，这一事件非同小可。
无独有偶，最近，黑洞理论的权威学者史蒂芬·霍金教授在网上发表的一篇文章中，推翻了自己之前秉持的黑洞理论。他认为，黑洞可能并不存在，而是存在一种「灰洞」，它可以解释之前黑洞理论中的悖论。
在文章中，霍金表示，我们无法发现黑洞的事件视界，这也就意味着我们无法发现黑洞，黑洞因此可能是不存在的。事实上，在物理学的角度看来，光也是无法无限传播的。因此他认为，他之前认为的存在一个光线无法逃逸的视界的理论有缺陷。霍金表示，如果想要想象光从黑洞中逃离的景象，与其认为光是匆忙逃逸的，不如认为光是因为不断释放辐射而逐渐减少的。
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喏，存在的 黑洞是科学史上少有的，没有确切观测到实例之前就得到广泛认同的对象。2017年诺奖就是学术界承认黑洞存在的标志，2020年诺奖更是肯定了所有广义相对论理论物理学者的工作，纪念了爱因斯坦、霍金、MTW（不管是否在世）等一大批广相风云人物。
黑洞的思想起先诞生于对天体逃逸速度（第二宇宙速度）的思考。根据牛顿的引力理论，简单推导得知：密度很大的天体表面的逃逸速度能达到甚至超过光速，那么这个星体在外部看来就是暗的，不发出一点光（米歇尔1783年）。这个观点在光的微粒说vs波动说的战争中几经沉浮，逐渐淡去。
牛逼的观点还得靠牛逼的人炒起来，爱因斯坦的广义相对论一诞生，马上就成了描述引力的金科玉律，甚至不需要多少验证，就得到了很多人的认同（它的观点和形式实在是太美了）。广相提出当年（1916），场方程就有了第一个解：施瓦西真空解。它能完美描述球状物体周围的时空弯曲（引力）。然而这个解也预言了一个伟大的怪物：极度致密的天体——黑洞（这个名字是后来惠勒起的）。
爱因斯坦一生信奉时空的完美因果性，因此他一度认为黑洞是不存在的，甚至有一批人认为黑洞仅仅是完美球对称真空解。但经过了大半个世纪理论上的攻坚克难，人们发现大质量恒星引力坍缩是必然，现有物理定律逃不过黑洞的产生（Penrose）。下图从物质相变和粒子物理领域出发，一大批天体物理学家和相对论学者集体贡献的结果（包括爱丁顿、钱德拉塞卡、茨维基、惠勒、朗道、若野正巳等，图取自《黑洞和时间弯曲-爱因斯坦的幽灵》，索恩著）：
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在粒子物理蓬勃发展的同时，天体物理学家对于致密“冷死星”状态的探索也同步前进。恒星暮年时要么膨胀变成巨星，辐射殆尽后变为一个“铁疙瘩”；要么直接爆炸，留下一颗内核。这些几乎不发光不聚变的冷死星的相图就如上图所示。
如果铁疙瘩的质量和太阳差不多大，经引力坍缩后靠电子的简并压抵消引力，最终稳定在曲线右边的白矮星区域；大于1.44个太阳质量（钱德拉塞卡极限）的天体会继续坍缩，把电子压入质子，最终靠中子的简并压抵消引力，落在曲线较左边的中子星区域。质量更大的冷死星（这个极限差不多在太阳质量的3倍左右），将不可避免地继续坍缩变为黑洞。虽然物理学家想方设法提出了一系列机制，想阻止这种无尽坍缩，但很无助地发现：除了白矮星和中子星之外，貌似没有其他任何形式的物质形态能抵消如此大的引力（近年来有夸克星的想法，也有观测到几颗疑似夸克星，但证据不足）。宇宙中比太阳质量大的多的暮年恒星多的是，因此从理论上，黑洞似乎必须存在。
那么能否观测到黑洞呢？从黑洞本身的性质可知，通过电磁波手段直接观测黑洞是不可能的，我们只能另辟蹊径找一些其他的方法。经过大半个世纪的探索，应该有以下几种方法可以间接观测到黑洞：
1，引力透镜。黑洞可以扭曲它背后的恒星光线，使同一个恒星成几个象甚至被拉成圆弧。这种方法条件极端特殊，事实上几乎没有这样找到过黑洞。
2，双星系统（或者多合星系统）和强X射线源。由恒星-黑洞组成的双星系统，我们可以看到恒星的诡异运动方式（银河系中心的人马座A*）。另外，恒星风吹过黑洞时会被挤压加热释放出很强的X射线。最典型的例子：Cyg X-1（意思是天鹅座方向最强的X射线源）。
3，射电星系和类星体。许多星系（包括我们所在的银河系）会辐射出异常多的无线电波（早在1936年就有人发现了这个现象）甚至喷流；还有非常极端的类星体，能辐射出超过整个星系的能量。这些现象用克尔提出的旋转黑洞度规可以完美解释，对银河系中心大量恒星的观测也证实了这一点。
4，引力波。强引力场的变化会以引力波的形式向外辐射能量，这在中子星碰撞、黑洞合并等事件中体现得尤为明显。LIGO在这个领域贡献十分突出，如今几乎每个月都能观测到引力波事件。
5，直接成像。利用甚长基线干涉测量技术(VLBI)，搭建极大口径的射电望远镜系统，可以直接对黑洞附近的吸积盘进行成像。EHT项目正致力于拍摄黑洞，目前已发布了M87*的照片。
6，原初黑洞爆炸。这是根据霍金的观点得到的结论，认为黑洞蒸发（霍金辐射）到最后阶段时，视界极不稳定引发爆炸。但这个思想目前证实不了也无法观测（普通质量的黑洞蒸发所需时间就已经大大超过了宇宙年龄）。
综上：目前我们持有的观点是，黑洞广泛存在于宇宙中，其性质大部分由广义相对论描述。恒星级黑洞是由大质量恒星演化到末期坍缩形成的，星系和类星体中心的超大质量黑洞的成因目前还是众说纷纭。
PS，霍金14年搞过大新闻，认为黑洞可能不存在，他的理由是星体在坍缩成为黑洞前，能量就会以黑洞蒸发的形式释放出去，从而不至于质量过大形成黑洞。但这个思想始终不是主流，也很容易反驳：超新星爆发的能量释放速度都无法避免中子星的产生，凭借极其缓慢的黑洞辐射效应来减缓引力的作用基本不可能。 主流学界认为黑洞存在。例如2016年很火的首次探测引力波就被认为是两个黑洞合并发出来的。
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