黑洞仿佛是宇宙中最调皮的孩子，它的行为、对周围物质的影响、背后的科学原理，都充满了离奇古怪和令人费解…听国家天文台专家讲述。
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黑洞：宇宙带给人类的奇妙信物 | 科学加
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整理/记者 何从 编辑/刘昭
新媒体编辑/房永珍
演讲地点：北京天文馆
【演讲专家】
苟利军
中国科学院国家天文台研究员
近日，一个国际科学家团队通过分析高新激光干涉仪引力波天文台（Advanced LIGO）获得的观测数据，发现了迄今最大的黑洞合并事件，这次黑洞合并成了一个约为太阳80倍大小的新黑洞，也是迄今距离地球最远的黑洞合并。 这一次的黑洞合并事件发生在2017年7月29日，距我们约90亿光年。
2014年年底，电影《星际穿越》火遍全球。电影讲述了一位宇航员在面临地球灾难、人类即将灭绝的时候，去宇宙深空探索，找到帮助人类建立第二家园的方法，最后成功将人类送到太空的故事。
电影《星际穿越》涉及很多天体物理方面的知识，比如黑洞、引力波等等。这些概念非常抽象，不同的人，对于黑洞可能有完全不一样的看法。在艺术家、导演眼中，会描绘黑洞袭击撕裂另外一个天体的图画；有的物理学家更是赋予黑洞更多非常神奇的想象，在黑洞的最中心有可能是另外一个时空，或者通往平行宇宙的快速通道入口。
01
什么是黑洞？
黑洞仿佛是宇宙中最调皮的孩子。黑洞的行为、对周围物质的影响、背后的物理学原理，比任何科幻小说都更离奇古怪和令人费解。黑洞是引力非常强的天体，要理解黑洞的话，先要了解下关于引力的认识。17世纪中旬，物理学家牛顿发现宇宙当中万物之间存在着一种吸引力，他认为引力是质量导致的。还计算出了万有引力公式。
所以科学家就想象，如果宇宙当中某种天体，致密到一定程度，从天体上发出来的光就逃脱不出去了。这个想法在18世纪的时候，法国数学家拉普拉斯就已经提出来，当时对于光的速度并不特别了解，所以仅仅是个概念，具体计算，一直等到近代对于光速有精确的测量以后才得到。
牛顿理论可以解释许多天体运动，但是也存在一些小问题，比如说水星的运动轨迹，跟预测的会发生一定偏差。1915年，爱因斯坦提出对引力全新的认识——广义相对论。他认为引力不是质量直接导致的，而是质量导致时空的变形反映出来的一种效应。比如一张二维平面的薄膜，放上不同质量、密度的天体以后，会导致薄膜不同的变形，质量大的会导致变形程度更大一点，小一点的相应变形程度小一点。
不同的天体密度是完全不一样的，一些致密的天体，比如中子星或者黑洞，会把薄膜拉伸得出一个类似“深井”的东西。这叫做视界，物体要想从视界当中爬出来就要耗费更多的能量。当视界深到一定程度的时候，连光线或者说光子也很难跑出来。爱因斯坦的广义相对论预言了“黑洞”的存在——当时还不叫“黑洞”——某些大质量恒星会终结为一个时空发生极度扭曲的区域。
在提出广义相对论的几个月后，德国科学家史瓦西，得到爱因斯坦方程的第一个黑洞数学解。将物体的逃逸速度设为光速，配合万有引力常数及天体质量，便能计算出一个叫做史瓦西半径的数值，小于史瓦西半径的物体被称为黑洞。比如地球变成类似黑洞天体的话，得把半径约为6400公里地球，压缩到大约半径是9毫米，直径是1.8厘米左右。1.8厘米到底是多大？对应的是约人民币1分钱硬币大小。
……
（未完）
因为光都不能传播出来，所以我们很难看清黑洞。那么，科学家又是怎么知道黑洞的存在呢？黑洞由哪些部分构成？有哪些神奇的效应？…点击下方按钮阅读更多内容。
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