“原子弹之父”罗伯特·奥本海默也是黑洞之父吗？ | {$randkws}热点解读 这种模式一直沿用到今日

“原子弹之父”罗伯特·奥本海默旁边的黑洞插图。(图片鸣谢:ESO、ESA/哈勃、M. Kornmesser/ Robert Lea)
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（罗伯特·李）：在变成“原子弹之父”之前，j·罗伯特·奥本海默对黑洞科学做出了重大贡献。
不管是聚焦活动出席推荐好是坏，奥本海默将永远与原子弹不可思议的破坏力和蘑菇云的形象联系在一起，蘑菇云是一种接近圣经的毁灭象征。随着今日(7月21日)克里斯托弗·诺兰备受盼望的有关这位物理学家的传记影片《奥本海默》的公映，这种联系只会在大众眼中得到加强。
但在1942年前往新墨西哥州洛斯阿拉莫斯参与原子弹的开发之前，奥本海默是一名专注于量子物理的理论物理学家。
1939年，他和他在加州大学伯克利分校的同仁哈特兰·斯奈德(Hartland S. Snyder)发表了一篇题为《论持续的引力收缩》(On continuous gravity construction)的开创性论文，该论文使用了阿尔伯特·爱因斯坦的引力理论广义相对论的方程来展示黑洞是如何诞生的。
“奥本海默提出了第一个坍缩模型来刻画恒星如何坍缩成黑洞，”英国苏塞克斯大学的独家婚礼现场一览物理学教授Xavier Calmet告诉Space.com。“这个模型将黑洞的形成阐释为一个动向的天体物理过程，即足够重的恒星演化的最后阶段。这种模式一直沿用到今日。”
卡尔梅特说，他最近自己使用了这个模型，在一篇刻画考虑量子引力时黑洞坍缩的论文中。
“这个模型相当重大，由于它在确认上是可解的——解方程可以用纸笔达成，不需要数值计算。所以，所有的物理现象都很轻松追踪，”他说。“但是，尽管它很简易，乃至或许很粗糙，但它足够繁琐，关于口碑评价，知情人透露内情足以刻画一颗塌缩恒星的许多特征。”
具有讽刺意味的是，就在奥本海默和斯奈德撰写这篇论文的时候，该论文在很大程度上依赖于1915年的广义相对论，而该理论之父爱因斯坦自己也在达成旨在证明黑洞不或许存在的探究。
自然，历史会证明奥本海默有关黑洞的观点是正确的。
奥本海默合作极限
在奥本海默提出恒星坍缩和黑洞诞生理论的八年前，另一位理论物理学家正思考，当恒星耗尽核聚变所需的燃料时会发生什么。
当这种燃料耗尽时，一颗恒星不再能支撑自己对抗引力坍缩。当恒星的外层脱落时，其核心迅速收缩，留下奇异的恒星残骸。残留物的如果感到疲惫，请记住岁月可期性质取决于恒星核心的品质。
印度裔美国物理学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡意识到，针对品质小于太阳1.4倍的恒星核心，由于量子效应阻止粒子“挤压”得太近，引力坍缩会停止。
这将被称为钱德拉塞卡极限，任何低于它的恒星——除非它有一个恒星伴星为它提供物质——都注定要身为一个被称为白矮星的闷烧恒星残余物而落幕它的存在。这将是我们的恒星太阳在大约50亿年后耗尽其核心的氢后的命运。
针对至少比太阳大1.4倍的恒星核心来说，重力坍缩过程中形成的压力和热量足以引发进一步的核聚变，氢本身聚变形成的氦锻造出更重的元素，如氮、氧和碳。
最大品质的恒星会历程一系列的坍缩和核聚变。但是奥本海默和他的学子想得知这条引力坍缩路径通向哪里，所以，宇宙中最大的恒星的最后状态是什么。
这个答案已然由一位德国物理学家在1916年给出了。奥本海默只需要找到如何到达那里。
黑洞的两次诞生
1915年，第一次全球大战期间，在德国前线服役的天文学家卡尔·史瓦西得到了一本爱因斯坦的广义相对论。令人震惊的是，令爱因斯坦震惊的是，在这些极其恶劣的条件下，史瓦西设法计算出了广义相对论场方程的精确数学解。
在这些解决计划中潜伏着两件令人不安的事情——被称为“奇点”的地方，在那里我们所得知的物理学完全崩溃了。这些奇异点表明重力如此之强的物体的存在，以至于它们可以“吞噬”光。
其中一个奇点被觉得是坐标奇点，可以经由一点巧妙的数学操控来消除。这个坐标奇点将被称为史瓦西半径——在这个点上，物体的引力变得如此之大，以至于脱离其束缚所需的速度大于光速。
这个单向陷光表面被称为“事情视界”，它代表了黑洞的外部边界。

美国宇航局的黑洞插图，漆黑的心被视界包围。(图片鸣谢:美国宇航局戈达德太空飞行中心/背景，欧空局/盖亚/DPAC)
另一个奇点，即真正的奇点或引力奇点，不能用数学方法来处理。没有任何东西可以移除它，所以它过去是，如今依然是物理学完全崩溃的点——黑洞的心脏。
这是黑洞概念的理论诞生，但它没有说这些宇宙巨人的创造——只是说它们可以存在。
当爱因斯坦在1939年奋斗摧毁这个引力奇点，从而摧毁黑洞的概念时，奥本海默正钻研这些物体是如何存在的。
从忽略量子效应和不考虑旋转的简易假设出发，奥本海默让斯奈德着手岗位。当后一位探究人员察觉塌缩恒星上发生的事情取决于观察者的视角时，这一察觉得到了回报。
斯奈德的理论是，在离塌缩恒星一定距离的地方，来自事情视界附近的光源的光，其波长会被引力拉长，这一过程被称为红移，它会变得越来越红。
另外，从观察者的角度来看，这种光的频率正下降。针对远处的观察者来说，这种频率的下降一直持续到光被有效地“冻结”
奥本海默和他的兴办者意识到，针对一个不幸与塌缩恒星表面一起坠落的观察者来说，历程是完全各异的。处于这个位置的观察者将会落在视界之外，而不会注意到任何有价值的东西。
自然，在现实中，观测者会被强烈的潮汐力“隔离”，这种潮汐力是由他们上半身和下半身的引力差异导致的。这将在它们触及视界之前杀死它们，至少针对较小的黑洞来说是这样，在这些黑洞中，史瓦西半径接近引力奇点。
这一概念最初被称为“冻结恒星”，由于在促销视界中光线显著冻结。直到1967年，普林斯顿大学的物理学家约翰·惠勒在一次演讲中创造了“黑洞”这个术语，它才获得了一个更熟悉、更响亮的名字。
Oppenheimer和他的同仁或许走了一条与Schwarzschild各异的道路，但两个物理学家团队依然到达了一样的目的地:恒星体的概念如此之大，以至于它的引力捕获了光并导致了无限的红移。史瓦西有这个理论，但是奥本海默和他的同仁是第一批真正理解黑洞物理诞生的科学家。
三年后，奥本海默将前往洛斯阿拉莫斯，巩固他在历史上和大众心目中的地位。但是许多人，尤其是科学家，都记得他是黑洞之父。
“奥本海默对黑洞物理学和物理学整体做出了相当重大的贡献，”卡尔梅特归纳道。尽管大众或许会把他的名字与原子弹和曼哈顿打算联系在一起，但他对物理学和天体物理学的贡献受到了科学界的高度赞赏。
“他生前是最重大的物理学家之一，极具作用力，他的开创性岗位至今仍有价值。”