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最近你的朋友圈有没有被它刷屏？
4月10日21点
人类首张黑洞照片问世
随着黑洞露出真容
首届 黑洞 PS 大赛 也正式展开
让我们欣赏一下参赛作品
表情包系列
求多重黑洞的心理阴影面积
只进不出的钱包
不过其实要评一等奖的话
还非最下面这张图莫属了
为了得到这张图片
科学家们总共耗时两年
处理了约 3500TB 数据
传输数据都靠人肉背硬盘
可以说是最硬核的「PS」了
1
黑洞和广义相对论
一百多年前，爱因斯坦提出广义相对论，将时间和空间结合为一个四维的时空，并提出引力可视为时空的扭曲。这一理论做出了不少重要预言，其中之一便是：当一个物体的质量不断塌缩，就能隐蔽在事件视界（event horizon) 之内——在这一黑洞的“势力范围”内，引力强大到连光都无法逃脱。
对于广义相对论的验证，可以追溯到一个世纪以前。1919年5月29日，Arthur Eddington等人在日全食期间对太阳附近光线偏折的实验测量（图2） ，拉开了上世纪验证广义相对论的序幕，并把爱因斯坦推上了科学的“神坛”。
一个世纪以来，广义相对论经受住了接连不断的实验验证，黑洞的存在也已得到越来越多天文观测的佐证。
目前，天文学家普遍相信黑洞确实存在于宇宙之中，从质量为数倍到数十倍于太阳的恒星级黑洞，到高达数百万倍甚至数十亿倍太阳质量的超大质量黑洞，应有尽有。而且，超大质量黑洞存在于几乎所有星系的中心。
然而，即使在LIGO/Virgo探测到引力波、从而权威性地证明黑洞存在的今天，人类还是没有直接看到能够揭秘极端条件下时空秘密的那个“洞”——“黑洞事件视界”。
这或许正是黑洞本身的迷人之处所造成的——黑洞的致密程度让人难以想象！如果把地球压缩成一个黑洞，它的大小和一个汤圆差不多；而一个位于距离地球1kpc（约3262光年）处，10倍于太阳质量的恒星级黑洞，其事件视界的角直径大小只有0.4纳角秒。这比哈勃望远镜的分辨率还要小约1亿倍，任何现有的天文观测手段都没有这样的分辨本领！
2
拍的照是什么
既然黑洞是“黑”的，连光线都无法逃脱，那我们又该如何看到黑洞呢？
事实上，黑洞并不是孤立存在的，它的周围存在大量气体。由于黑洞的强大引力，气体会朝黑洞下落。而当这些气体被加热到数十亿度高温时，便会发出强烈的辐射。同时，黑洞也会以喷流和风的形式向外喷射物质和能量。
广义相对论预言，我们将会看到中心区域存在一个由于黑洞视界形成的阴影（black hole shadow），周围环绕一个由吸积或喷流的辐射造成的光环——它状如新月，大小根据黑洞的自旋及与观测者视线方向的不同，介于4.8-5.2倍史瓦西半径之间。
M87星系中心超大质量黑洞（M87*）的图像，上方为2017年4月11日的图像，下方三个图为M87*在2017年4月5日、6日和10日的图像。图中心的暗弱区域即为“黑洞阴影”（见下文），周围的环状不对称结构是由于强引力透镜效应和相对论性射束（beaming）效应所造成的。由这种上（北）下（南）的不对称性可以定出黑洞的自旋方向。（图源：“First M87 Event Horizon Telescope Results I: The Shadow of the Supermassive Black Hole”,The Event Horizon Telescope Collaboration, ApJL, 2019, in press）
这张照片，就是黑洞的事件视界（形成黑洞时在其周围形成的一个界面）。
这个界面像一堵无形的墙将内部被高度扭曲的时空和外界时空隔离开，界面以内的物质都无法逃离，即使光也不例外，之后其本身将继续收缩成密度无限大的奇点。
而拍到这张黑洞“事件视界”照片的，正是2017年4月启动的EHT项目。
EHT通过“甚长基线干涉技术”(VLBI) 和全球多个射电天文台的协作，构建一个口径等同于地球直径的“虚拟”望远镜——事件视界望远镜。
参与事件视界望远镜项目的望远镜。EHT的“八只眼睛”位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极，这8个射电望远镜有单镜、也有望远镜阵列。它们向选定的目标撒出一条大网，捞回海量数据，勾勒出黑洞的模样。
此前，该项目宣布，用这一虚拟望远镜“拍照”的重点对象是两个黑洞，一个是位于银河系中心的“人马座A*”，另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。这次的照片就是M87星系中心超大质量黑洞的图像。
最后，再来重温一下这张照片
你觉得它像什么呢？留言说出你心中的想法吧
本期小编
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来源：央视新闻
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