乾隆48年，有人就知道了“黑洞”，并且计算出逃逸速度，他是谁？

5月12日，科学家公布了人类拍摄到的第二张黑洞视界外的照片，此次的黑洞照片来自银河系中心的人马座A＊，其质量高达太阳的400万倍，距离地球2万6千光年。

黑洞是宇宙中最神秘的，也是最常见的天体

黑洞之所以神秘是由于我们无法得知黑洞内部的任何信息。

根据黑洞无毛定理，进入黑洞内的物质的信息会丢失，只会残留质量，电荷和角动量三个可探测的信息，这也叫黑洞的三毛定理。除了这三个信息，黑洞的其他信息我们全然不知，就和一毛不发的铁公鸡一样吝啬。所以黑洞的三毛定理也叫无毛定理。

黑洞之所以常见，是因为理论上任何质量是三颗太阳质量以上的恒星，其死亡之后的最终形态都有可能变成黑洞。

之所以现在的宇宙中还存在大量的恒星，是因为宇宙的年龄只有138亿岁，还比较年轻。

从宇宙大爆炸到现在，宇宙的大部分恒星还处于青壮年时期。随着时间的推移，宇宙中所有的大质量恒星都会完成轻元素到重元素的聚变。

对于大质量恒星，一旦恒星内部的轻元素聚变成重元素，恒星聚变释放的能量就不足以支撑恒星的体积，恒星内的元素就会在引力的作用下向内坍塌，然后开启超新星爆发，最后变成黑洞。

一般来说，对于三倍太阳质量的恒星，理论上都会变成黑洞。而在八倍太阳质量的恒星，则必然会变成黑洞。

所以，目前宇宙中所有在8倍太阳质量之上的恒星，都是未来潜在的黑洞。

乾隆年间，西方人就已经认识黑洞了

说一个令人震惊的事实，人类最早对黑洞的认知可以追溯到乾隆48年，也就是公元1783年。

那时候牛顿力学早已诞生，人们可以通过牛顿三个定律和万有引力定律推导出任何天体的逃逸速度。只要知道某一天体的质量和半径，就可以计算出逃离此天体所需的速度。

1783年，有个名叫约翰•米歇尔的英国牧师给物理学家卡文迪许写了一封信。

信中认为：一个天体的质量越大，逃逸这个天体所需的速度就越大。如果反推一下，是否存在一种天体，其质量十分巨大，导致其逃逸速度十分大，以至于光速都无法逃离其表面。那这样的天体在外界就看不到，就是黑色的，这就是黑洞的最初设想。

这种“逃逸速度”仅取决于恒星的大小和质量。如果一颗恒星的引力如此之大，以至于它的逃逸速度超过了光速，会发生什么？米歇尔意识到光线必须回到地面。他知道大概的光速， 奥勒·罗默 上个世纪就发现了。因此，假设平均密度相同，米歇尔很容易计算出逃逸速度将超过太阳大小 500 倍以上的恒星的光速。光无法从这样的物体中逸出，因此对于外部世界来说是不可见的。今天我们称它为黑洞。

但是那时候的人们并不知道光速是不变的，也不知道光速具体是多少。所以对黑洞的认知仅仅停留在光线都无法逃离的程度上。

事实上，人类对黑洞的系统认知也仅有100多年

在相对论诞生之前，虽然我们可以用牛顿力学推导出黑洞的史瓦西半径，但是人类不知道原子以内的任何知识，更不懂得核聚变和核裂变，他们是无法明白黑洞的本质是恒星核聚变之后的产物。

直到1915年，爱因斯坦提出广义相对论。科学家才首次将黑洞用数学量化表达出来。

1916年，卡尔•史瓦西开始求解爱因斯坦的引力场方程，首次精确计算出天体变成黑洞的临界半径，也就是史瓦西半径。

但是那时候，很多科学家都不太相信黑洞的存在，认为黑洞可能只是广义相对论的一个数学解。

直到上个世纪60年代末期，人类首次发现了中子星，才开始相信黑洞的存在。

因为一颗恒星死亡之后的形态从中子星到黑洞只是质量上的差别。

但是在上个世纪，人类是没有办法探测到黑洞存在的直接证据的。

随着红外探测技术的迭代，科学家终于开始尝试直接探测黑洞。

最早一次直接探测到的黑洞就是在2016年2月11日，LIGO和Virgo合作的探测引力波的项目，并且直接探测到双黑洞扰动产生的引力波。

之后人类开始尝试拍摄黑洞的照片。2019年，黑洞首张照片出炉，这是来自M87星系的一颗超大质量黑洞。

2022年5月12日，银河系中心的超大质量黑洞照片被公布。

事实上，人类对银河系中心的黑洞认知越来越全面。

10年前，科学家估计银河系内大概只有10万颗黑洞，其中大部分黑洞聚集在银河系中心。

而到了2022年，科学家估计银河系中可能包含1亿个黑洞。

事实上，基本上所有星系的中心都包含着大量的黑洞。因为星系中心是星系最古老的部分，宇宙内的星系平均年龄是130亿年。

而一颗恒星从诞生到变成黑洞，大概需要5000万年到十几亿年。

所以星系中心必然包含大量的黑洞。

宇宙中到底有多少颗黑洞？

2016年，来自国际天文组织的最新估算，可观测的宇宙中至少存在2万亿个星系。

我们将这2万亿颗星系的平均大小按银河系来计算。银河系可能存在一亿颗黑洞。那么宇宙中可能至少存在2万亿亿颗黑洞。