關於黑洞的從入門到高級談資，你想知道的都在這裏了_風聞

來源：央視財經

類史上首張黑洞照片面世！

北京時間10日晚9時許，包括中國在內，全球多地天文學家同步公佈首張黑洞真容。

這一由200多名科研人員歷時10餘年、從四大洲8個觀測點“捕獲”的視覺證據，有望證實愛因斯坦廣義相對論在極端條件下仍然成立。

人類首次“看見”黑洞 愛因斯坦又説對了

這是人類第一次凝視曾經只存在於理論中的天體——黑洞，一種體積極小、質量極大的天體，如同一個宇宙“吞噬之口”，連光也無法逃逸。

露出真容的黑洞，位於室女座一個巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬光年，質量約為太陽的65億倍。它的核心區域存在一個陰影，周圍環繞一個新月狀光環。

百餘年前，愛因斯坦的廣義相對論率先對黑洞作出預言，從此成為許多科幻電影的靈感源泉。科學家陸續通過一些間接證據證實了黑洞的存在，但人類始終沒有真正“看到”過黑洞。

“這是人類獲得關於黑洞的第一個直接視覺證據，證實了愛因斯坦廣義相對論在極端條件下仍然成立。”參與國際合作的中方科學家、中國科學院上海天文台台長沈志強説。

質量極其巨大的黑洞，是宇宙中的神秘存在。這次通過分佈全球的觀測點組成一個口徑如地球大小的虛擬望遠鏡——黑洞事件視界望遠鏡，順利實現在1.3毫米波長的觀測，並經過長期的數據分析，成功“捕獲”黑洞的影像。

由於需要極高的靈敏度，組成全球網絡的8個射電望遠鏡分佈在多個高海拔地區，包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的內華達山脈、智利的阿塔卡馬沙漠、南極點等。“這些望遠鏡的分辨率相當於能在黑龍江漠河閲讀南沙羣島上的一張報紙。”中方科學家、上海天文台研究員路如森説。

“看”得遠、“看”得清仍然不夠，給黑洞拍照還要“看”得準。“觀看電視節目要選對頻道，黑洞影像也必須在合適的波段才能觀測。”路如森説，最佳波段在1毫米附近，這一波段的黑洞光環最明亮，而背景“噪音”又最小。

該國際合作項目負責人、哈佛大學教授謝潑德·多爾曼表示，過去10多年裏，技術的突破、全球天文台的合作等，讓人類最終打開了一個觀測黑洞的全新窗口。

黑洞入門到高級談資，看看你在哪個級別

作為人類首張黑洞照片，看起來似乎比電影中的黑洞更夢幻。跟你想象中的一樣嗎？

無論在你想象中是什麼樣子的，這絕對都是人類的高光時刻——

在你奔走相告前，我們備好了從入門級到初級、從中級到高級的談資，下面請對號入座，看看你在哪個級別。

入門級：黑洞是怎麼形成的？

當超大質量的恆星衰老時，它的熱核反應耗盡了中心的燃料，在外殼的重壓之下，恆星會發生坍縮，最後形成體積接近無限小密度幾乎無限大的質點，這就是奇點。

黑洞，所有的質量都集中於此。奇點周圍會產生一個強大的引力界面，光也無法逃脱，黑洞就這樣誕生了。

這種天體的存在以極端的方式影響着周圍的環境，對周圍的恆星、氣體的運動產生巨大影響，黑洞周圍還會產生明亮的吸積現象，以及非常壯觀的噴流現象，這些奇美的宇宙現象也間接暴露了黑洞的存在。

中國科學院國家天文台研究員苟利軍：光既然都逃脱不出來的時候，我們就看不到，它是一個黑色的球體，另外一方面東西掉進去就出不來，所以我們稱之為叫做黑洞。

黑洞是從廣義相對論推演出來的，沒錯最開始就是人類猜想出來的……

然而後來發現，一切好像都和我們猜想的是一致的！

中科院上海天文台台長EHT國際合作成員沈志強：按照愛因斯坦理論，儘管黑洞在這個視界裏面是任何光線都出不來，但是在黑洞的邊緣，很靠近黑洞的周圍，它的強引力場會使得光線產生彎曲，或者會產生一種透鏡效應。

讓時空彎曲，並將周圍的氣體吸積進來，發出強烈的電磁波輻射。如此一來，黑洞就像沉浸在一片類似發光氣體的明亮區域內，會形成一個類似陰影的黑暗區域。

而這些黑洞陰影，是我們能看到的最接近黑洞本身的圖像。“事件視界望遠鏡”也正是通過對黑洞陰影直接成像，揭示了黑洞的巨大質量等很多神秘信息。

初級：這次被拍到的黑洞是誰？

雖然名字都叫黑洞，但長得可不一樣。就像人有高矮胖瘦之分，黑洞家族也可分為三類：

第一類：個頭和質量最小的——恆星級黑洞（質量是太陽的幾十倍~上百倍）；

第二類：身材中等的——中等質量黑洞（質量大約是太陽的幾千倍~幾萬倍）；

第三類：黑洞中的巨無霸——超大質量黑洞（質量在太陽的幾百萬倍以上）。

恆星級黑洞太小了，以現有的技術，直接拍到它們的真容幾乎不可能。

所以昨天亮相的主角，是超大質量黑洞！

超大質量黑洞可以算是大BOSS，這種級別的黑洞，甚至有上百億個太陽質量之巨！

這一次聯合觀測的兩大候選黑洞，就是位於銀河系中心的Sgr A*黑洞和銀河系外的M87黑洞！

可以看到，Sgr A*離我們近，但質量小，M87雖然離得遠，但質量夠大！在地球上看兩者大小比較接近，因此就成了拍照的首選！

M87的黑洞質量大約是太陽的64億倍，也是宇宙中最大的黑洞之一，而科幻電影《星際穿越》中的卡岡圖雅黑洞也不過是太陽質量的1億倍！

中級：黑洞是怎麼被拍到的？

黑洞是一種質量極大的天體，具有非常強的引力，在它周圍的一定區域內，連光也無法逃逸出去，這個邊界稱為“事件視界”。

“事件視界望遠鏡”項目由全球多個國家和地區的科研人員組成，他們利用分佈在世界各地的射電望遠鏡，組成一台巨大的虛擬望遠鏡，其口徑相當於地球直徑。

2017年4月，“事件視界望遠鏡”啓動對黑洞拍照，“沖洗”用了約兩年時間，包括中國科學院上海天文台在內的一些國內機構參與了此次國際合作。

高級：為什麼照片要“洗”2年？

簡單來説，就是需要修圖——

因為與其説是拍照片，倒不如説是測了一大堆的數據，必須要做可視化處理。這個數據非常非常非常地大……

而且，地球上沒有人知道這圖到底對不對啊，所以科學家還得使用不同的解題思路，驗證結果對不對。

這幾年，多國的科研團隊就是分頭再做這些處理和驗證的事情。

有人疑問耗費這麼多時間精力去拍一張照片到底有什麼用。

黑洞來自於相對論，相對論作為基礎物理學理論是否準確，事實上影響着地球上一切，包括通信、能源，等等。

而且從科學上説，並沒有“有用”“無用”之分，一切未知都值得去探索。

作為廣義相對論最重要的預言之一，黑洞一直是最神秘，甚至最令人神往的存在。