@【天体与物理学史上的今天】-公元1967年2月18日的今天，“原子弹之父”尤利乌斯·罗伯特·奥本海默去世，被认识他的人形容其“核时代的天才，也是科学与文明的行走与对话的良心”。
出生于20世纪初，奥本海默很早就对化学和物理表现出浓厚兴趣，最终使他在20世纪20年代的“量子物理学黄金时代”之际来到哥廷根大学，在那里，他与博士导师马克斯·伯恩、好友保罗·狄拉克，以及后来的对手维尔纳·海森堡一起工作。
从身为哈佛大学的学生，到在剑桥大学和哥廷根成为一名研究生研究员，加州大学伯克利分校教授，再到曼哈顿计划领头人，以及战争结束后，任职高级研究机构的主任，无论奥本海默去哪儿，他永远坚守自己的思想。
马克思·伯恩、保罗·狄拉克、约翰·冯·诺伊曼、尼尔斯·波尔、阿尔伯特·爱因斯坦、库尔特·哥德尔、理查德·费曼，他们都钦佩奥本海默。
到1967年去世时，奥本海默在《物理学》杂志上发表的文章总计73篇，涉及范围从量子场论、粒子物理学、宇宙辐射理论到核物理学和宇宙学。
在恒星演化学上，1936年奥本海默等证明存在一个临界质量，一颗热核能源耗尽的恒星﹐如果质量大于这个临界质量﹐就不可能成为稳定的中子星，它要么经过无限坍缩形成黑洞﹐要么形成介于中子星与黑洞之间的其他类型的致密星，这个临界质量被称为｛奥本海默极限｝。
现在人们认为这个质量极限约3.2个太阳质量。因此中子星是介于1.4~3.2个太阳质量之间的天体，在这样的质量下，中子星依靠中子简并压支撑自身引力压，保持了自身的一个稳定和平衡。
但有研究认为非旋转中子星，其奥本海默极限在2.16个太阳质量。但迄今为止并没有发现非旋转的中子星，因此一般认为｛奥本海默极限约为3.2个太阳质量｝。
所以按照恒星的演化模型可以知道小质量恒星（类太阳恒星）最终演化为白矮星，质量小于1.4个太阳质量，称为｛钱德拉塞卡局限｝；中等质量恒星最终演化为中子星、脉冲星，质量小于3.2个太阳质量，称为｛奥本海默极限｝；大质量恒星最终会演化为黑洞，质量没有上限，一般黑洞的半径称之为｛史瓦西半径｝。
出生于20世纪初，奥本海默很早就对化学和物理表现出浓厚兴趣，最终使他在20世纪20年代的“量子物理学黄金时代”之际来到哥廷根大学，在那里，他与博士导师马克斯·伯恩、好友保罗·狄拉克，以及后来的对手维尔纳·海森堡一起工作。
从身为哈佛大学的学生，到在剑桥大学和哥廷根成为一名研究生研究员，加州大学伯克利分校教授，再到曼哈顿计划领头人，以及战争结束后，任职高级研究机构的主任，无论奥本海默去哪儿，他永远坚守自己的思想。
马克思·伯恩、保罗·狄拉克、约翰·冯·诺伊曼、尼尔斯·波尔、阿尔伯特·爱因斯坦、库尔特·哥德尔、理查德·费曼，他们都钦佩奥本海默。
到1967年去世时，奥本海默在《物理学》杂志上发表的文章总计73篇，涉及范围从量子场论、粒子物理学、宇宙辐射理论到核物理学和宇宙学。
在恒星演化学上，1936年奥本海默等证明存在一个临界质量，一颗热核能源耗尽的恒星﹐如果质量大于这个临界质量﹐就不可能成为稳定的中子星，它要么经过无限坍缩形成黑洞﹐要么形成介于中子星与黑洞之间的其他类型的致密星，这个临界质量被称为｛奥本海默极限｝。
现在人们认为这个质量极限约3.2个太阳质量。因此中子星是介于1.4~3.2个太阳质量之间的天体，在这样的质量下，中子星依靠中子简并压支撑自身引力压，保持了自身的一个稳定和平衡。
但有研究认为非旋转中子星，其奥本海默极限在2.16个太阳质量。但迄今为止并没有发现非旋转的中子星，因此一般认为｛奥本海默极限约为3.2个太阳质量｝。
所以按照恒星的演化模型可以知道小质量恒星（类太阳恒星）最终演化为白矮星，质量小于1.4个太阳质量，称为｛钱德拉塞卡局限｝；中等质量恒星最终演化为中子星、脉冲星，质量小于3.2个太阳质量，称为｛奥本海默极限｝；大质量恒星最终会演化为黑洞，质量没有上限，一般黑洞的半径称之为｛史瓦西半径｝。
8.关于循环宇宙之膨胀速度与引力速度的区分
对于我们所观测到的可见宇宙的场景，各星系基本上都是呈现星光红移。那么是否可以确定这些星系正在远离我们而去？也就是说这种红移到底是属于高速红移，还是引力红移？说实话，这一点本人认为是有些棘手的。
不过我们可以进行一些分析:我们知道这种星光红移是随离地球的距离r成正比的，亦即r越大红移越大，且没方向特异性，不论r指向天球的任何一点，这种红移只要在r相等处都一样。由此可以确定，如果是引力红移造成的，这个超大巨引源肯定不在可见宇宙之内，因为，那样，会在可见宇宙内出现一片巨大红移的天区，而其它天区则不会有多大红移。那么超大巨引源应在可见宇宙之外，又如果它比较靠近可见宇宙，则会出现红移r方向特异性，也就是在某些r方向会比较明显大于某些r方向。事实上这个情况并不存在，所以如上图所示:超大巨引源距地球的距离r=R基本上是远远大于可见宇宙半径Rc(即R>>Rc)。
那么，我们视见的星系远离我们而去是这种引力吸引造成的吗？应该不是。我们知道在可见宇宙之内，满足哈勃定律V=Hr，则用一个单位质量检验质点静止从r移动到膨胀区边缘R0(所谓膨胀区边缘便是在此半径以内哈勃定律成立，而此之外，哈勃定律便不成立，而是主要受超大巨引源的引力控制)处有获得的速度V1=H(R0-r)坐标表达为(r，H(R0-r))。
而如果是引力引起的速度
V2=√(2GM(1/(R-R0)-1/(R-r)))=√(2GM(R0-r)/((R-R0)(R-r)))，
坐标表达为(r，V2)。
又在可见宇宙范围内，由于经实验观测，空间基本是平直的，则在该空间中任意构成的三角形，其三边长分别为a、b、c，时空膨胀后，长为a+△a，b+△b，c+△c，这两个三角形应欧氏几何相似，
于是△a/a=△b/b=△c/c，当然△a/(a△t)=△b/(b△t)=△c/(c△t)，
即Va/a=Vb/b=Vc/c=哈勃常数H。
故这种膨胀任意等距两点间无特异性，即无方向性，可见:可见宇宙半径Rc<故而，当r∈(0，Rc)时，
V2=√(2GM(R0-r)/((R-R0)(R-r)))≈√(2GMR0/((R-R0)R))
至于r∈(R0，R)，这时质点必须初始具备速度才能到达R0处，故，此时V为负值，坐标表达为(r，-V)。
而在可见宇宙r(V2)^2/(V1)^2≈2GMR0/((R-R0)RH^2(R0-r)^2)<2GMR0/((R-R0)RH^2(R0-Rc)^2)
由于正是可见宇宙的红移r方向无差异性，可得出R→∞从而得出可见宇宙范围内V2/V1≈0
从另一个角度看:V=Hr，a=V't=HV=H2r，a'r=H^2而又a=MG/(R-r)2,a'r=2MG/(R-r)^3故有H^2=2MG/(R-r)^3
于是H是个随空间变化的变量，在左边近0点处，H变小，这与H为定值的事实相违背。而且R→∞，H→0，这也不是事实。
再者，引力场加速，从无穷远处，静止的质点加速到场源的史瓦西半径处，整个完整的加速过程，也只能将该质点加速到光速，而如果是远端加速，则加速效果极差，只有光速的小百分之几，如果是远端两个相对质点则加速效果更要打折扣。目前，事实是在可见宇宙范围内，两质点间(观测者与被观测物之间)轻易地达到了光速。由此可见，这决不是单单点源性引力场可以做到的。
所以，在可见宇宙范围内主要是受由各点为无差异的空间膨胀所影响，而即使存在超大巨引源，其在之内的影响也是相对微弱的。所以，时空膨胀喷射是必须存在的。故星光红移应该是高速红移占主导。
即然时空膨胀喷射是必须存在，按虚时空虚物质理论必有喷射的来源物，反推过去，应存在超大巨引源这个母宇宙黑洞入口。
至于当r>Rc，且向R0，R靠近时，情况将可能出现反转，即红移将以引力红移为主，可惜我们并不能看到这种现象，因为早己超出观测范围。故当我们向宇宙远方运动，开始可能处在膨胀区，超出Rc后继续向宇宙深处运动，可能在某处，时空突然反转收缩，进入收缩态宇宙，坠入超巨引源黑洞母宇宙入口，经挤压，又从现子宇宙膨胀区喷出。所以，多少万亿年之后，我们如果还存活在这片时空，说不定会随这片时空运动，而进入收缩态宇宙！
(详见附图)
对于我们所观测到的可见宇宙的场景，各星系基本上都是呈现星光红移。那么是否可以确定这些星系正在远离我们而去？也就是说这种红移到底是属于高速红移，还是引力红移？说实话，这一点本人认为是有些棘手的。
不过我们可以进行一些分析:我们知道这种星光红移是随离地球的距离r成正比的，亦即r越大红移越大，且没方向特异性，不论r指向天球的任何一点，这种红移只要在r相等处都一样。由此可以确定，如果是引力红移造成的，这个超大巨引源肯定不在可见宇宙之内，因为，那样，会在可见宇宙内出现一片巨大红移的天区，而其它天区则不会有多大红移。那么超大巨引源应在可见宇宙之外，又如果它比较靠近可见宇宙，则会出现红移r方向特异性，也就是在某些r方向会比较明显大于某些r方向。事实上这个情况并不存在，所以如上图所示:超大巨引源距地球的距离r=R基本上是远远大于可见宇宙半径Rc(即R>>Rc)。
那么，我们视见的星系远离我们而去是这种引力吸引造成的吗？应该不是。我们知道在可见宇宙之内，满足哈勃定律V=Hr，则用一个单位质量检验质点静止从r移动到膨胀区边缘R0(所谓膨胀区边缘便是在此半径以内哈勃定律成立，而此之外，哈勃定律便不成立，而是主要受超大巨引源的引力控制)处有获得的速度V1=H(R0-r)坐标表达为(r，H(R0-r))。
而如果是引力引起的速度
V2=√(2GM(1/(R-R0)-1/(R-r)))=√(2GM(R0-r)/((R-R0)(R-r)))，
坐标表达为(r，V2)。
又在可见宇宙范围内，由于经实验观测，空间基本是平直的，则在该空间中任意构成的三角形，其三边长分别为a、b、c，时空膨胀后，长为a+△a，b+△b，c+△c，这两个三角形应欧氏几何相似，
于是△a/a=△b/b=△c/c，当然△a/(a△t)=△b/(b△t)=△c/(c△t)，
即Va/a=Vb/b=Vc/c=哈勃常数H。
故这种膨胀任意等距两点间无特异性，即无方向性，可见:可见宇宙半径Rc<
V2=√(2GM(R0-r)/((R-R0)(R-r)))≈√(2GMR0/((R-R0)R))
至于r∈(R0，R)，这时质点必须初始具备速度才能到达R0处，故，此时V为负值，坐标表达为(r，-V)。
而在可见宇宙r
由于正是可见宇宙的红移r方向无差异性，可得出R→∞从而得出可见宇宙范围内V2/V1≈0
从另一个角度看:V=Hr，a=V't=HV=H2r，a'r=H^2而又a=MG/(R-r)2,a'r=2MG/(R-r)^3故有H^2=2MG/(R-r)^3
于是H是个随空间变化的变量，在左边近0点处，H变小，这与H为定值的事实相违背。而且R→∞，H→0，这也不是事实。
再者，引力场加速，从无穷远处，静止的质点加速到场源的史瓦西半径处，整个完整的加速过程，也只能将该质点加速到光速，而如果是远端加速，则加速效果极差，只有光速的小百分之几，如果是远端两个相对质点则加速效果更要打折扣。目前，事实是在可见宇宙范围内，两质点间(观测者与被观测物之间)轻易地达到了光速。由此可见，这决不是单单点源性引力场可以做到的。
所以，在可见宇宙范围内主要是受由各点为无差异的空间膨胀所影响，而即使存在超大巨引源，其在之内的影响也是相对微弱的。所以，时空膨胀喷射是必须存在的。故星光红移应该是高速红移占主导。
即然时空膨胀喷射是必须存在，按虚时空虚物质理论必有喷射的来源物，反推过去，应存在超大巨引源这个母宇宙黑洞入口。
至于当r>Rc，且向R0，R靠近时，情况将可能出现反转，即红移将以引力红移为主，可惜我们并不能看到这种现象，因为早己超出观测范围。故当我们向宇宙远方运动，开始可能处在膨胀区，超出Rc后继续向宇宙深处运动，可能在某处，时空突然反转收缩，进入收缩态宇宙，坠入超巨引源黑洞母宇宙入口，经挤压，又从现子宇宙膨胀区喷出。所以，多少万亿年之后，我们如果还存活在这片时空，说不定会随这片时空运动，而进入收缩态宇宙！
(详见附图)
你可能不知道的几个“洞洞”：黑洞可谓人人皆知，但你听过“白洞”吗？有网友立马表示，白洞没听过，但明洞我知道，在韩国！不不不，今天咱们要说的有白洞、灰洞、虫洞，就是没有明洞。而且明洞太明，一看便知，显然没有“科普”的必要。
所以，咱们今天的话题就先从白洞说起。其实，白洞、灰洞、虫洞都与黑洞有关。如果没有黑洞，这三种天体也就没有存在的意义了。1916年爱因斯坦弯曲时空理论诞生时，黑洞概念被提出，此后64年，人类才通过间接手段观测到了黑洞。
众所周知，黑洞是大质量恒星老化后的一个状态，往往是由一颗恒星崩溃向内坍缩而来，当恒星将自身半径压缩到一定程度时（这一程度压缩后的半径称为“史瓦西半径”），可以向内吸收物质，甚至包括光线，这时便可能转变为黑洞。由于内部核燃料消耗殆尽，一般而言恒星会朝两个方向发展：
（一）质量过小的恒星在燃料燃尽后会变成红巨星，最后变成白矮星；
（二）恒星质量过大、引力过强，内部的核辐射压逐渐减弱，无法平衡万有引力，最终向内坍塌，经历中子星阶段后，再进一步坍塌，成为黑洞。
黑洞不一定是黑色的，只是引力很大，连光都无法逃脱，人类凭借现有手段无法直接观测到它的本来面目而已。但即使如此，也可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。
白洞与黑洞一样，是以爱因斯坦的理论为基础提出的假想天体，是为了解决一些问题而提出的。比如，黑洞一直在吞噬周边的物质，这说明宇宙中的物质在不断地减少。但根据质能守恒定律，物质和能量的总量是不会减少的，那么，被黑洞吞噬的物质和能量去哪里了呢？如果黑洞只进不出，那黑洞的体积应该无限扩大才是，而且长此以往，岂不是可以吞噬整个宇宙？
为了解释这个问题，并且与爱因斯坦的理论相适应，白洞假说应运而生。白洞与黑洞两者正好相反，一个只进不出，一个只出不进。二者共同作用，维持宇宙中物质与能量的平衡，就像太极一样，黑白相生相克。
根据白洞理论，有人认为类星体的核心可能是一个白洞。当白洞内超密态物质向外喷射时，就会同它周围的物质发生猛烈的碰撞，从而释放出巨大能量。由此推断，有些X射线、宇宙线、射电爆发、射电双源等现象，可能会与白洞的这种效应有关。白洞的力是排斥力，与黑洞的吸引力相反。
虫洞也叫时空洞，也可译为蛀孔，是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。
虫洞也是根据爱因斯坦的理论假设出来的，当物体密度足够大时可以扭曲空间实现从一个点直接到达另一个点。爱因斯坦认为虫洞是连接黑洞和白洞的时空隧道，透过虫洞可以做瞬时的空间转移或时间旅行，原本10光年的路程，通过虫洞可以缩短到几公里。而虫洞的入口可能是黑洞，出口则是白洞。
不过即使虫洞真的存在，想要靠它进行时空穿梭就目前的技术而言恐怕也很困难，因为虫洞几乎与黑洞同时出现，如果你真的要试着去穿越虫洞，只能练就“无敌金身”，否则会被强大的X射线和伽玛射线烤成一堆焦炭。
总体而言，白洞、黑洞、虫洞，都是建立在爱因斯坦的物理学理论之上的产物，能够解释一些宇宙天体问题，不过白洞和虫洞目前还只是假设，人类尚未实际观察到。
那灰洞又是什么呢？
简而言之，灰洞就是恒星在向黑洞转变的过程中成为失败案例的产物。黑洞的由来是由于恒星压缩半径值到一定程度时而来，由恒星转变到黑洞这一过程中，如果恒星半径压缩达不到黑洞的程度，便形成了灰洞。也是，有的恒星成功转化成了黑洞，但并不是每个恒星都能成功的，也有失败的，对吧？
灰洞猜想是另一位著名天体物理学家霍金提出的（实际是不是他也不那么重要了，反正功绩都算在他的头上，就跟一堆作家把自己的作品都署名为莎士比亚一样，谁让当今物理界的扛把子是杨振宁呢）。霍金有一个著名的理论，名为“霍金辐射”，这是根据量子效应理论推测出的，意思是黑洞并不是只进不出的貔貅，被黑洞吞噬的物质，在强大引力的作用下，会进行质能转换。在黑洞附近产生的正反粒子（能量产生物质，比如正电子、负电子），会被引力分开，一个朝黑洞内部走，一个朝黑洞外部走。黑洞内的质能就是依靠“霍金辐射”散发出去的，最终质量逐渐变小，直至消失。这样，就用更简便的方式解决了关于黑洞消失、物质去哪里了等问题。
根据霍金的灰洞理论，当大质量的恒星无法顺利产生一颗正常黑洞时，有可能就会形成比中子星体积较小但密度更大的天体，这个天体的质量大致相当于三个太阳的质量。由于坍塌量的不足，导致没有正常黑洞那样的强大引力，有40%的辐射会离开这个天体向宇宙中喷出。霍金将这种看不见但质量大于三倍太阳质量的天体命名为灰洞。
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所以，咱们今天的话题就先从白洞说起。其实，白洞、灰洞、虫洞都与黑洞有关。如果没有黑洞，这三种天体也就没有存在的意义了。1916年爱因斯坦弯曲时空理论诞生时，黑洞概念被提出，此后64年，人类才通过间接手段观测到了黑洞。
众所周知，黑洞是大质量恒星老化后的一个状态，往往是由一颗恒星崩溃向内坍缩而来，当恒星将自身半径压缩到一定程度时（这一程度压缩后的半径称为“史瓦西半径”），可以向内吸收物质，甚至包括光线，这时便可能转变为黑洞。由于内部核燃料消耗殆尽，一般而言恒星会朝两个方向发展：
（一）质量过小的恒星在燃料燃尽后会变成红巨星，最后变成白矮星；
（二）恒星质量过大、引力过强，内部的核辐射压逐渐减弱，无法平衡万有引力，最终向内坍塌，经历中子星阶段后，再进一步坍塌，成为黑洞。
黑洞不一定是黑色的，只是引力很大，连光都无法逃脱，人类凭借现有手段无法直接观测到它的本来面目而已。但即使如此，也可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。
白洞与黑洞一样，是以爱因斯坦的理论为基础提出的假想天体，是为了解决一些问题而提出的。比如，黑洞一直在吞噬周边的物质，这说明宇宙中的物质在不断地减少。但根据质能守恒定律，物质和能量的总量是不会减少的，那么，被黑洞吞噬的物质和能量去哪里了呢？如果黑洞只进不出，那黑洞的体积应该无限扩大才是，而且长此以往，岂不是可以吞噬整个宇宙？
为了解释这个问题，并且与爱因斯坦的理论相适应，白洞假说应运而生。白洞与黑洞两者正好相反，一个只进不出，一个只出不进。二者共同作用，维持宇宙中物质与能量的平衡，就像太极一样，黑白相生相克。
根据白洞理论，有人认为类星体的核心可能是一个白洞。当白洞内超密态物质向外喷射时，就会同它周围的物质发生猛烈的碰撞，从而释放出巨大能量。由此推断，有些X射线、宇宙线、射电爆发、射电双源等现象，可能会与白洞的这种效应有关。白洞的力是排斥力，与黑洞的吸引力相反。
虫洞也叫时空洞，也可译为蛀孔，是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。
虫洞也是根据爱因斯坦的理论假设出来的，当物体密度足够大时可以扭曲空间实现从一个点直接到达另一个点。爱因斯坦认为虫洞是连接黑洞和白洞的时空隧道，透过虫洞可以做瞬时的空间转移或时间旅行，原本10光年的路程，通过虫洞可以缩短到几公里。而虫洞的入口可能是黑洞，出口则是白洞。
不过即使虫洞真的存在，想要靠它进行时空穿梭就目前的技术而言恐怕也很困难，因为虫洞几乎与黑洞同时出现，如果你真的要试着去穿越虫洞，只能练就“无敌金身”，否则会被强大的X射线和伽玛射线烤成一堆焦炭。
总体而言，白洞、黑洞、虫洞，都是建立在爱因斯坦的物理学理论之上的产物，能够解释一些宇宙天体问题，不过白洞和虫洞目前还只是假设，人类尚未实际观察到。
那灰洞又是什么呢？
简而言之，灰洞就是恒星在向黑洞转变的过程中成为失败案例的产物。黑洞的由来是由于恒星压缩半径值到一定程度时而来，由恒星转变到黑洞这一过程中，如果恒星半径压缩达不到黑洞的程度，便形成了灰洞。也是，有的恒星成功转化成了黑洞，但并不是每个恒星都能成功的，也有失败的，对吧？
灰洞猜想是另一位著名天体物理学家霍金提出的（实际是不是他也不那么重要了，反正功绩都算在他的头上，就跟一堆作家把自己的作品都署名为莎士比亚一样，谁让当今物理界的扛把子是杨振宁呢）。霍金有一个著名的理论，名为“霍金辐射”，这是根据量子效应理论推测出的，意思是黑洞并不是只进不出的貔貅，被黑洞吞噬的物质，在强大引力的作用下，会进行质能转换。在黑洞附近产生的正反粒子（能量产生物质，比如正电子、负电子），会被引力分开，一个朝黑洞内部走，一个朝黑洞外部走。黑洞内的质能就是依靠“霍金辐射”散发出去的，最终质量逐渐变小，直至消失。这样，就用更简便的方式解决了关于黑洞消失、物质去哪里了等问题。
根据霍金的灰洞理论，当大质量的恒星无法顺利产生一颗正常黑洞时，有可能就会形成比中子星体积较小但密度更大的天体，这个天体的质量大致相当于三个太阳的质量。由于坍塌量的不足，导致没有正常黑洞那样的强大引力，有40%的辐射会离开这个天体向宇宙中喷出。霍金将这种看不见但质量大于三倍太阳质量的天体命名为灰洞。
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