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年表

關於事件、觀點和發現的年表

1687 牛頓發表《原理》,1建立絕對空間和時間概念、運動定律和引力定律。[1]

1783,1795 米歇爾和拉普拉斯用牛頓的運動、引力和光的定律提出牛頓黑洞的概念。[3]

1864 麥克斯韋建立統一的電磁學定律。[1]

1887 邁克爾遜和莫雷以實驗證明光速獨立於地球在絕對空間中運動的速度。[1]

1905 愛因斯坦證明空間和時間是相對的,不是絕對的,創立狹義相對論。[1]

愛因斯坦證明電磁波在某些條件下表現粒子行為,從而啟發了量子力學基礎的波粒二象性概念。[4]

1907 愛因斯坦邁出廣義相對論第一步,建立局部慣性系和等效原理,導出時間的引力膨脹。[2]

1908 閔可夫斯基將空間和時間統一為絕對的四維時空。[2]

1912 愛因斯坦發現時空是彎曲的,潮汐引力是曲率的外在表現。[2]

1915 愛因斯坦和希爾伯特獨立建立愛因斯坦場方程(描寫物質如何扭曲時空),從而完成廣義相對論。[2]

1916 史瓦西發現愛因斯坦場方程的史瓦西解,後來證明它描寫了非旋轉無電荷的黑洞。[3]

弗拉姆發現,適當選擇拓撲,史瓦西解能描寫蟲洞。[14]

1916,1918 雷斯納和諾德斯特勒姆發現後來用以描寫無旋轉帶電黑洞的愛因斯坦場方程解。[7]

1926 愛丁頓詰難白矮星,攻擊黑洞的實在性。[4]

薛定諤和海森伯在別人工作基礎上完成量子力學的建立。[4]

福勒用量子力學定律發現白矮星之謎在於電子簡並。[4]

1930 錢德拉塞卡發現存在白矮星的極大質量。[4]

1932 查德威克發現中子。[5]

央斯基發現宇宙射電波。[9]

1933 朗道在蘇聯建立研究小組,傳播西方理論物理。[5,13]

巴德和茨維基認證超新星,提出中子星概念,說明超新星能源來自星核形成中子星時的坍縮。[5]

1935 錢德拉塞卡完善白矮星極大質量的證明,愛丁頓批評他的研究。[4]

1935~1939 蘇聯大恐怖。[5,6]

1937 格林斯坦和惠普說明不能用已知天體物理學過程解釋央斯基的宇宙射電波。[9]

朗道為逃脫入獄和死亡提出恆星熱量的能源來自流向中心核的物質。[5]

1938 朗道以德國間諜罪在莫斯科入獄。[5]

奧本海默和塞伯否定朗道的恆星中子核熱源;奧本海默和沃爾科夫證明中子星存在最大質量。[5]

貝特和克裡奇菲爾德證明太陽和恆星的熱量來自核燃燒。[5]

1939 瀕臨死亡的朗道出獄。[5]

愛因斯坦論證黑洞不能在真實宇宙中存在。[4]

奧本海默和斯尼德通過高度理想化計算證明坍縮恆星形成黑洞,(疑惑地)發現,在外面看來,坍縮在視界凍結,而從恆星表面看,並非如此。[6]

雷伯發現來自遙遠星系的宇宙射電波,但他不知道所看到的是什麼。[9]

玻爾和惠勒提出核裂變理論。[6]

哈里頓和澤爾多維奇提出核裂變的鏈式反應理論。[6]

德軍侵佔波蘭,第二次世界大戰爆發。

1942 美國在奧本海默領導下啟動原子彈緊急計劃。[6]

1943 蘇聯開始設計核反應堆和原子彈,水平較低;澤爾多維奇是主要理論家。[6]

1945 美國在廣島和長崎投放原子彈,第二次世界大戰結束。

蘇聯低水平超彈計劃開始啟動。[6]

蘇聯啟動原子彈緊急計劃,澤爾多維奇是主要理論家。[6]

1946 弗裡德曼和他的小組用繳獲的德國V-2火箭發射第一台地球大氣上空的天文學儀器。[8]

英國和澳大利亞實驗物理學家開始建造射電望遠鏡和射電干涉儀。[9]

1948 澤爾多維奇、薩哈洛夫、金茲堡等人在蘇聯開始設計超彈(氫彈);金茲堡發明LiD燃料,薩哈洛夫提出「千層餅」設計。[6]

1949 蘇聯爆炸第一顆原子彈,平息了美國關於超彈緊急計劃的爭論。蘇聯直接實施超彈計劃。[6]

1950 美國啟動超彈緊急計劃。[6]

凱本海爾和金茲堡認識到宇宙射電波是宇宙線電子在星際磁場中的渦旋運動產生的。[9]

亞歷山大洛夫和皮苗諾夫將拓撲學工具引進彎曲時空的數學研究,但是結果不好。[13]

1951 特勒和烏拉姆在美國提出威力可以任意大的「真」超彈思想;惠勒在此基礎上組隊設計並在計算機上模擬。[6]

史密斯為巴德提供1弧分誤差區間的天鵝A射電源,巴德用光學望遠鏡發現天鵝A為一遙遠星系——一個「射電星系」。[9]

1952 美國爆炸第一個氫彈裝置,它質量太大,不可能以飛機或火箭裝載,不過用的是特勒-烏拉姆的思想,並以惠勒小組的設計工作為基礎。[6]

1953 惠勒開始研究廣義相對論。[6]

詹尼森和古普塔發現星系的射電波是它相對的兩片巨葉產生的。[9]

斯大林去世。[6]

蘇聯在金茲堡和薩哈洛夫思想基礎上爆炸第一顆氫彈。由於它的能量不能任意大,蘇聯科學家宣稱它不是「真」超彈。[6]

1954 薩哈洛夫和澤爾多維奇提出「真」超彈的特勒-烏拉姆思想。[6]

美國在特勒-烏拉姆和薩哈洛夫-澤爾多維奇思想基礎上爆炸第一顆真正的超彈。[6]

特勒在奧本海默忠貞調查聽證會上提出不利證詞,認為奧本海默危害國家安全。[6]

1955 蘇聯在特勒-烏拉姆和薩哈洛夫-澤爾多維奇思想基礎上爆炸第一顆真正的超彈。[6]

惠勒提出引力真空漲落概念,認為漲落從普朗克-惠勒長度的尺度長大,在此尺度下時空被量子泡沫所取代。[12,13,14]

1957 惠勒、哈里森和若野提出冷死物質概念,為所有可能的冷死星編目。他們的編目充實了大質量恆星在死亡時必然坍縮成黑洞的結論。[5]

惠勒小組研究蟲洞;裡奇和惠勒提出蟲洞小擾動的微擾分析方法;後來被用於黑洞微擾的研究。[7,14]

惠勒提出星體坍縮的最終狀態是研究的最終目標;反對奧本海默的最終狀態必然藏在黑洞中的思想。[6,13]

1958 芬克爾斯坦發現史瓦西幾何的新參照系,解決了1939年的奧本海默-斯尼德悖論:為什麼從外面看,坍縮恆星在臨界周長凍結,而從裡面看,坍縮會經過臨界周長?[6]

1958~1960 惠勒逐漸接受黑洞概念,成為主要擁護者。[6]

1959 惠勒認為大擠壓或黑洞中形成的時空奇點由量子引力決定,可能由量子泡沫構成。[13]

布爾比奇證明射電星系巨葉所包含的磁能和動能相當於1千萬個太陽質量完全轉化為純能量。[9]

1960 韋伯開始建造引力波的棒探測器。[10]

克魯斯卡證明,如果球星蟲洞沒有任何事物穿過,它將很快湮滅而不能通行。[14]

格瑞弗斯和佈雷爾發現,愛因斯坦場方程的雷斯納-諾德斯特勒姆解描寫了球形荷電黑洞和蟲洞。[7]他們的研究(錯誤地)認為,不可能從我們宇宙的黑洞內部通過超空間進入某個別的宇宙。[13]

1961 卡拉特尼科夫和栗弗席茲(錯誤地)論證愛因斯坦場方程不允許有隨機形變曲率的奇點存在,從而認為在真實黑洞和宇宙大收縮中不能形成奇點。[13]

1961~1962 澤爾多維奇開始研究天體物理學和廣義相對論,召集諾維科夫等人,建立自己的研究隊伍。[6]

1962 索恩開始在惠勒指導下做研究,啟發了後來的環猜想。[7]

賈柯尼和他的小組用裝在地球上空探測火箭上的蓋革計數器發現宇宙X射線。[8]

1963 克爾發現愛因斯坦場方程解。[7]

施米特、格林斯坦和桑達奇發現類星體。[9]

1964 黑洞理論研究的黃金時代開始。[7]

彭羅斯在相對論研究中引入拓撲學工具,證明所有黑洞內部都必然存在著奇點。[13]

金茲堡以及多羅什克維奇、諾維科夫和澤爾多維奇發現黑洞無毛的第一個證據。[7]

美國的科爾蓋特、麥和懷特,蘇聯的波杜利茲、伊姆捨尼克和納傑任以原子彈設計的計算機語言來模擬實際的星體核坍縮;他們證實了1934年茨維基關於小質量坍縮形成中子星並觸發超新星的猜想,也證實了1939年奧本海默-斯尼德關於大質量坍縮形成黑洞的結果。[6]

澤爾多維奇、古塞諾夫和薩爾皮特第一次提出在現實宇宙中尋找黑洞的方法。[8]

薩爾皮特和澤爾多維奇(正確地)猜想類星體和射電星系的能量來自超大質量黑洞。[9]

弗裡德曼和他的小組用裝在火箭上的蓋革計數器發現天鵝X-1。[8]

1965 波耶以及林凱斯特、卡特和彭羅斯發現愛因斯坦場方程的克爾解描寫了旋轉黑洞。[7]

1966 澤爾多維奇和諾維科夫提出在X射線星和光學星構成的雙星系中尋找黑洞,70年代獲得成功(也許是的)。[8]

格羅赫證明只有當時間機器出現(或至少在瞬間出現)時,空間拓撲才可能發生非量子力學的改變。[14]

1967 惠勒為黑洞命名。[6]

伊斯雷爾嚴格證明第一個黑洞無毛猜想:非旋轉黑洞一定是完全球形的。[7]

1968 彭羅斯論證不可能從我們宇宙的黑洞內部通過超空間進入別的宇宙;70年代將有人證明他的論證是對的。[13]

卡特爾發現旋轉黑洞周圍空間漩渦的性質和它對下落粒子的影響。[7]

米斯納與別林斯基、卡拉特尼科夫和栗弗席茲獨立發現愛因斯坦場方程的「攪拌」振蕩的奇點。[13]

1969 霍金和彭羅斯證明宇宙一定在大爆炸膨脹之初有過奇點。[13]

別林斯基(B)、卡拉特尼科夫(K)和栗弗席茲(L)發現愛因斯坦場方程的振蕩的BKL奇點解;他們證明它的彎曲時空有隨機形變,從而認為是在黑洞內部和大擠壓時形成的一類奇點。[13]

彭羅斯發現旋轉黑洞在周圍空間的漩渦運動中貯藏著能量,這樣的旋轉能可以利用。[7]

彭羅斯提出物理定律嚴禁形成裸奇點的宇宙監督猜想。[13]

林登-貝爾提出巨黑洞存在於星系核並被吸積盤所包圍。[9]

克裡斯托多羅發現黑洞緩慢吸積物質時的演化與熱力學定律間的相似性。[12]

韋伯宣佈引力波存在的證據(但那只是暫時的),激發許多實驗家開始建造棒探測器,1975年會明白韋伯沒有看到引力波。[10]

布拉金斯基發現引力波探測器的靈敏度存在一種量子力學極限。[10]

1970 巴丁證明氣體的吸積可能使宇宙中的典型黑洞很快地旋轉。[9]

普賴斯在彭羅斯、諾維科夫以及切斯、德拉克魯茲和伊斯雷爾工作的基礎上證明黑洞通過輻射「脫毛」,他還證明任何可能被輻射的東西都將輻射殆盡。[7]

霍金提出黑洞絕對視界的概念,證明其表面積總在增加。[12]

賈柯尼小組建成第一個衛星X射線探測器「自由」,並發射進入軌道。[8]

1971 X射線、射電波和光學觀測證據的結合證明天鵝X-1是環繞一顆正常恆星的黑洞。[8]

MIT的外斯和休斯公司的福瓦德率先用干涉儀探測引力波。[10]

裡斯提出射電星系的巨射電葉的能量來自星系核射出的噴流。[9]

漢尼和魯菲尼提出黑洞表面電荷概念,成為膜規範的基礎。[11]

普雷斯發現黑洞會脈動。[7]

澤爾多維奇猜測旋轉黑洞會輻射,並與斯塔羅賓斯基用彎曲時空的量子場定律證明這個猜想。[12]

霍金提出「原生」小黑洞可能是在大爆炸中形成的。[12]

1972 卡特爾在霍金和伊斯雷爾研究的基礎上證明無電荷旋轉黑洞的無毛猜想(後來羅賓遜補充了一些技術細節)。他說明這類黑洞總可以用愛因斯坦方程的克爾解來描寫。[7]

索恩提出環猜想作為黑洞能否形成的判據。[7]

貝肯斯坦猜測黑洞的表面積表現為熵,而黑洞的熵是黑洞形成方式總數的對數。霍金堅決反對這一猜想。[12]

巴丁、卡特爾和霍金建立在形式上與熱力學定律完全相同的黑洞演化定律,但仍然堅持視界表面積不可能表現為黑洞的熵。[12]

特奧科爾斯基發展描寫旋轉黑洞脈動的微擾方法。[7]

1973 普雷斯和特奧科爾斯基證明旋轉黑洞的脈動是穩定的,不會因補充黑洞的旋轉能而增強。[7]

1974 霍金證明一切旋轉和不旋轉的黑洞都表現出一個正比於表面引力的溫度並因此而輻射,從而蒸發。然後,他改變了主張,贊成黑洞力學定律就是黑洞的熱力學定律;他也同意了貝肯斯坦的猜想,黑洞表面積就是黑洞的熵。[12]

1974~1978 布蘭福德、裡斯和林登-貝爾提出星系核和類星體中超大質量黑洞產生噴流的幾種方式。[9]

1975 巴丁和彼德森證明旋轉黑洞周圍的空間漩渦能像陀螺一樣保持噴流方向。[9]

錢德拉塞卡為了建立完整的黑洞微擾的數學描述開始他5年的探索。[7]

昂魯什和戴維斯推測,在黑洞視界上方的加速觀測者會看到黑洞被熱粒子大氣所包圍,這些粒子的逃逸即說明了黑洞的蒸發。[12]

帕奇計算了黑洞輻射的粒子譜。霍金和帕奇通過宇宙γ射線的觀測數據推測,每立方光年的空間中正在蒸發的原生小黑洞不會超過300個。[12]

一群年輕的研究者宣告黑洞理論研究的黃金年代結束。[7]

1977 吉本斯和霍金證明貝肯斯坦的猜想:黑洞的熵是其可能形成方式總數的對數。[12]

射電天文學家用干涉儀發現從星系中心黑洞汲取能量輸入巨射電葉的噴流。[9]

布蘭福德和茨納耶克證明,穿過黑洞視界的磁場能汲取黑洞的旋轉能,並為類星體和射電星系提供能源。[9]

茨納耶克和達莫爾提出黑洞視界的膜描述方法。[11]

布拉金斯基和同事,凱維斯、索恩和同事為克服引力波探測棒的量子極限設計量子無破壞傳感器。[10]

1978 賈柯尼小組完成第一台高分辨率X射線望遠鏡「愛因斯坦」的建造,並發射送入軌道。[8]

1979 湯尼斯等人發現銀河系存在300萬個太陽質量黑洞的證據。[9]

德雷維爾在加州理工學院啟動干涉儀引力波探測計劃。[10]

1982 邦汀和馬祖爾證明帶電旋轉黑洞的無毛猜想。[7]

1983~1988 芬尼等人在黑洞基礎上建立綜合模型解釋類星體和射電星系所有細節。[9]

1984 國家科學基金會強令加州理工學院和麻省理工學院的兩個引力波探測計劃合併,促成LIGO計劃。[10]

雷德蒙特(在伊爾德萊研究基礎上)證明落進球狀空蟲洞的輻射將達到高能並加速蟲洞的湮滅。[14]

1985~1993 索恩、莫裡斯、尤爾澤維爾、弗裡德曼、諾維科夫等人提出物理學定律是否允許蟲洞旅行和時間機器問題。[14]

1987 伏格特領導LIGO計劃,開始大步向前。[10]

1990 金成旺和索恩證明,不論用什麼方法做時間機器,總會有一束強真空漲落在它產生的瞬間穿過去。[14]

1991 霍金提出維護時序的良序猜想(物理學定律嚴禁時間機器),認為時間機器會在產生的瞬間被通過它的強大真空漲落束所毀滅。[14]

伊斯雷爾、泊松和奧裡在多羅什克維奇和諾維科夫工作的基礎上證明黑洞內的奇點會「變老」;奧裡證明當黑洞老而寧靜時,落進的物體不會因奇點的潮汐引力而產生嚴重形變,除非它們到了黑洞的量子引力中心。[13]

夏皮羅和特奧科爾斯基在超級計算機模擬中發現宇宙監督猜想可能是錯誤的:裸奇點有可能在非球形星體坍縮中產生。[13]

1993 赫爾塞和泰勒因通過雙脈衝星測量證明引力波存在而獲諾貝爾獎。[10]

[1] 即《自然哲學之數學原理》,商務印書館曾出版鄭太樸譯本;1992年武漢出版社出版了新譯本(王克迪譯,袁江洋校)。——譯者