来了！世界首张黑洞照片！

刚刚，比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿六地共同发布来自事件视界望远镜的一项重大成果，揭开了黑洞的神秘面纱。

该黑洞距离地球5500万光年

质量为太阳的65 亿倍

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人类首张黑洞照片。图片来源：事件视界望远镜国际合作组织

黑洞是什么？

理论上，黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体。它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围，该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界。

黑洞(Black hole)这个名词，是1968年由美国天文学家惠勒在一个报告里面提出的。

但有关黑洞的概念，早就有科学家通过数学公式推导出来了。

比如，1796年法国科学家拉普拉斯就在著作里写了一段话：假如有一个恒星，密度跟地球一样，而直径比太阳大250倍，那么它表面的逃逸速度将超过光的传播速度。恒星本来应该是发光的，但是从远方看这个恒星，它却是绝对黑暗的，你不可能看到它。

关于黑洞，法国天文学家卢米涅也说过一段话，他说：“黑洞是恒星死亡后的一种残骸，它是引力收缩的极点，极端到近乎荒唐(指它的一些性质用现有的物理学知识无法解释)。但它又是宇宙当中最精美的天体。了解黑洞并深感困惑之后，会使我们进入一个展示时间、空间、光和物质深刻本质的更加深邃的新视野。”

宇宙中，根据质量天文学家们将宇宙中的黑洞分成三类：恒星级质量黑洞(几十倍至上百倍太阳质量)、超大质量黑洞(几百万倍太阳质量以上)和中等质量黑洞(介于两者之间)。

2016年2月11日，美国的研究人员宣布他们利用LIGO探测器于2015年9月14日探测到来自于两个黑洞合并的引力波信号。引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”。新华社资料图

为什么一个世纪都没能拍到黑洞照片

中科院国家天文台苟利军研究员解释：这是因为需要比哈勃太空望远镜还高出2000倍分辨率的望远镜，而之前的望远镜没能做到。这次位于南极、智利、墨西哥、美国夏威夷、美国亚利桑那州、西班牙的8台亚毫米射电望远镜同时对黑洞展开观测，利用甚长基线干涉测量技术(VLBI)，相当于构建成一个口径等同于地球直径（1万多公里）的望远镜。

科研想象图：望远镜能够看到的景象

从2017年4月5日至14日，事件视界望远镜对银河系中心和星系M87（距离地球5300万光年）中央的超大质量黑洞进行了拍摄。这两个黑洞的视大小是目前发现的黑洞中最大的两个，在分辨率有限的情况下，越大越容易看到细节。“由于地球每天都围着太阳转，因此拍摄位置特别讲究，只有运行到某些地方，才能保证8个望远镜同时能看到黑洞，因此最佳时机在2017年只有这10天。”至于为何时隔2年才发布，苟利军猜测，因为计算机需要处理的数据量非常巨大。

中国有两个亚毫米射电望远镜，一个在青海德令哈，另一个在西藏羊八井，但由于我国地处美洲的背面，难以和其他望远镜同时观测，因此中国大陆的望远镜并没有参与直接观测。但是位于夏威夷的麦克斯韦望远镜(JCMT)是EHT联合观测网络节点之一，由中国科学院天文大科学中心与日本国立天文台，韩国天文与空间科学研究所和中研院天文与天文物理研究所共同组建的东亚核心天文台联合运行，为EHT提供了必不可少的观测保障，同时部分中国科学家也参与了后期的数据分析和讨论，为黑洞的照片作出了贡献。

科学家至今还没观察到死亡的黑洞

还记得电影《星际穿越》中黑洞的样子吗？像一顶草帽，水平方向有个吸积盘，黑洞上下也有两个圆环。“就像海市蜃楼，这只是看上去的视觉效果，实际并不如此，这是黑洞的引力透镜效应，或者说是时空弯曲效应。”苟利军说。

《星际穿越》中黑洞的样子

当我们靠近黑洞时，相比于那些远离黑洞的人，我们的时间流逝得更慢。这也可以算是时空弯曲效应，不过只是一种相对效应。靠近黑洞时，每一个衡量“一秒钟”的尺度被拉长了，也就是说，在这个坐标系下，时间是被拉长的。

黑洞会消亡吗？苟利军介绍，在传统的广义相对论中，黑洞产生后不会再发生变化，可以永远存在下去。但如果把量子力学的不确定性，引入事件视界中，一些质量较小的黑洞会产生霍金辐射，因而也会死亡，并在消亡时产生大量伽玛射线。但霍金辐射对于超大质量黑洞影响很小，这类黑洞并不会消亡。据介绍，科学家至今还没观察到死亡的黑洞。

根据质量，天文学家将宇宙中的黑洞分成三类：恒星级质量黑洞（3倍-100倍太阳质量）、超大质量黑洞（几百万倍太阳质量以上）和中等质量黑洞（介于两者之间）。尽管恒星量级的黑洞距离我们更近一些，但是因为恒星级黑洞的个头也小一点，黑洞直径也相应小一些，这样在天空中看起来的视大小（黑洞直径除以距离的比值）比临近的一些超大质量黑洞看起来更小一些，所以事件视界望远镜选择观测的就是位于我们银河系中的超大质量黑洞和距离我们5300万光年的M87星系中心的黑洞。

虽然，今天的黑洞照片里

没有奥特曼的故乡

也暂时无法进行星际穿越

不过，还是要恭喜你

成为世界上首批看到黑洞真面目的人！

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本文综合自：上观新闻

相关作者：黄海华

微信编辑：皮小姐

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