J. 羅伯特·奧本海默，現在是一部備受期待的電影的主角，該電影於 7 月 21 日在影院上映，他今天最出名的是他對美國曼哈頓計劃的科學領導，這是二戰時期為製造有史以來第一顆原子彈而設立的速成計劃。但就在幾年前，奧本海默發現自己正在思考非常不同的“大規模殺傷性武器”：黑洞——儘管幾十年後這個名字才出現。
“它具有影響力；它具有遠見，”佐治亞理工學院的天體物理學家費里亞爾·厄澤爾 (Feryal Özel) 談到奧本海默關於黑洞和中子星（已消亡的巨大恆星的超高密度屍體）的工作時說。“他具有持久的影響。”厄澤爾是事件視界望遠鏡合作組織的創始成員，該組織於 2019 年釋出了有史以來第一張黑洞影像——在奧本海默與人合著一篇論文，提出此類物體可能存在 80 年後。
厄澤爾並不是唯一一位欽佩奧本海默黑洞研究的現代物理學領軍人物。“它完全站得住腳；沒有任何缺陷，”加州理工學院物理學榮譽教授基普·索恩 (Kip Thorne) 說。索恩因其在雷射干涉引力波天文臺 (LIGO) 的工作而榮獲 2017 年諾貝爾物理學獎，該天文臺於 2015 年探測到來自兩個碰撞黑洞的引力波。“它遠遠超出了其他人以前所做的任何事情，”索恩談到奧本海默探討黑洞的“傑作”論文時說，該論文只有五頁長。“其中包含的內容令人驚歎。”
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奧本海默對天體物理學的短暫涉足始於 1938 年關於中子星的論文，並在 1939 年的後續文章中繼續，該文章進一步納入了愛因斯坦廣義相對論的原理。然後，他在 1939 年 9 月 1 日發表了關於黑洞的第三篇論文——但當時，它幾乎沒有引起注意，因為這一天正是德國入侵波蘭，發動第二次世界大戰的日子。奧本海默再也沒有寫過這個主題。
加州大學伯克利分校的科學史學家凱瑟琳·卡森 (Cathryn Carson) 說，即使沒有被戰爭所掩蓋，奧本海默關於中子星和黑洞的工作“在當時也沒有被認為是非常重要的”。
每篇論文都是與奧本海默精心培養的一群研究生和博士後學者中的不同成員合作撰寫的。這些門生促進了他跳躍於研究主題之間的能力——並且最終，根據索恩和其他人的說法，代表了他對物理學最重要的貢獻之一。
奧本海默與他的學生哈特蘭·斯奈德 (Hartland Snyder) 合著的具有頂峰意義的第三篇論文探討了廣義相對論對宇宙中最巨大恆星的影響。儘管物理學家需要加入一些假設來簡化問題，但他們確定，一顆足夠大的恆星會在引力作用下無限坍縮——並且在有限的時間內，這意味著我們現在所知的黑洞可能存在。
“最終應該出現我們現在所說的原點處的奇點，這是一個無限密度的點，在某種意義上，時空本身會撕裂，並且應該出現我們現在所說的事件視界，”麻省理工學院的物理學家和科學史學家大衛·凱澤 (David Kaiser) 說。“這一切都在那篇論文中——不是用現代詞彙，但數學對今天的我們來說是絕對可以識別的。”
自從奧本海默和斯奈德的黑洞重磅炸彈問世以來的幾十年裡，科學家們已經證實，即使沒有最初設定的簡化假設，同樣的原理仍然成立。索恩說，考慮到一位更著名的物理學家——首先提出廣義相對論的那位——的當代著作，這篇論文尤其令人震驚。
“[阿爾伯特] 愛因斯坦幾乎同時發表了一篇論文，他在論文中論證說，你不能讓一顆恆星或任何物體縮小到我們現在所說的引力半徑或黑洞的大小，”索恩說。“愛因斯坦完全錯了。”
但是，儘管奧本海默和斯奈德關於黑洞的工作具有價值，但這個話題在物理學家的次要位置上醞釀了幾十年——今天，它或許最出名的是一個令人警醒的例子，說明了多麼出色的想法會被忽視，哥斯大黎加大學的理論物理學家曼努埃爾·奧爾特加-羅德里格斯 (Manuel Ortega-Rodríguez) 說。
“它給我的印象是非常、非常有趣、引人入勝和可怕，這樣一個想法在那裡存在了大約 25 年，但沒有人注意到，”他說。“這意味著今天我們可能也有一個同樣具有革命性的想法，但社群卻在忽視它。”