首张黑洞照片面世 关于黑洞你需要知道的27件事

　　4月10日，人类历史上第一张黑洞照片被公布。关于黑洞，我们有着太多太多的疑问。有鉴于此，我们整合了各大权威媒体的一些解读，用于回答大家的疑问。

　　1、黑洞是什么？它是如何形成的？

　　黑洞属于一种很奇异的天体，即使光也无法逃脱它的引力束缚，既然光也逃不出去，自然外面也看不见。别说用肉眼，就连很多高大上的科学仪器，都无法捕捉它的身影。

　　黑洞的形成和恒星的坍塌脱不了关系。中国古代就有记录，某一天天空突然冒出了一颗特别亮的星星。后来我们才知道，那颗星星是因为“体重”超标，在自身重力的作用下自己塌陷了，同时伴随着强烈的辐射，我们才看到它发出的很亮的光。

　　2、对黑洞的研究始于何时？

　　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。

　　1916年，德国天文学家卡尔•史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰•阿奇博尔德•惠勒命名为“黑洞”。

　　3、黑洞有多少种？

　　按组成来划分，黑洞可以分为两大类。一是暗能量黑洞，二是物理黑洞。

　　按物理性质划分，根据黑洞本身的物理特性质量，角动量，电荷划分，可以将黑洞分为四类。

　　（Ⅰ）不旋转不带电荷的黑洞

　　（Ⅱ）不旋转带电黑洞

　　（Ⅲ）旋转不带电黑洞

　　（Ⅳ）一般黑洞

　　（Ⅴ）双星黑洞

　　4、为何黑洞照片是红色的？

　　黑洞照片首次面世，很多人在激动兴奋的同时又有些疑惑？说好的是黑洞，为啥照片是红色的？其实，拍黑洞的望远镜收集到的不是日常的可见光，而是一种波长更长的亚毫米波，本身是没有颜色的区别的。说白了，照片的红色是后期处理的效果，你也可以理解为一种“照骗”了。

　　5、黑洞的照片为啥这样模糊？

　　黑洞固然神秘，但它的照片和光学照片的清晰度问题一样，根源在于分辨率。尽管我们现在的亚毫米望远镜基线已经达到了1万公里，但空间分辨率刚达到黑洞视界面的尺寸，所以在科学家们观测的有限区域内，就相当于只有有限的几个像素。在真实的情况下，我们在照片中只能看到吸积盘上的几个亮斑而已。

　　6、此次拍摄的是哪个黑洞？

　　本次首先公布的是星系M87的照片，别着急，银河系中心的黑洞照片还在数据处理中。

　　从2017年4月5日开始，一个国际合作的天文项目（Event Horizon Telescope，EHT）开始对两个特殊天体进行观测：距离地球25000光年，位于银河系核心人马座A，以及距离地球5300万光年的M87室女座星云。观测的目标不是常规的天体，而是两个疑似的超大质量黑洞。黑洞正前所未有的暴露在人类的视网膜中。

　　7、为何照片冲洗了2年之久？

　　视界面望远镜2017年开始给黑洞拍照片，2019年才发布成果，为啥这张“高糊”照片冲洗了两年之久？首先望远镜观测到的数据量非常庞大，这些数据处理起来自然也就非常吃力了；其次黑洞太“调皮”，附近的气体处于一种极端环境当中，其运动有着非常多的不确定性；同时，我们的科学家非常严谨，在最终数据处理的时候，科学家们在两个不同的地方分别处理、分别验证。这样算下来，就花费了不少时间。

　　8、为什么能给不发光的黑洞拍照片？

　　黑洞给人印象最深刻的印象就是“霸蛮”但又很神秘的存在。说它“霸蛮”，是因为它可以吞噬临近区域的任何物质。

　　如果只是孤零零的黑洞，我们真的是没办法拍摄黑洞照片了。但通常都有物质环绕在黑洞周围，组成一个盘状结构，叫“吸积盘”。吸积盘内的物质围绕黑洞高速旋转，相互摩擦发出炽热的光芒，包括从无线电波到可见光、到X射线波段的连续辐射，这些辐射可以逃逸到远处被我们探测到。

　　所以，我们拍摄到的不是黑洞本身，而是利用其边界上的物质发出的辐射勾勒出来的黑洞的轮廓。

　　9、拍摄黑洞照片的“事件视界望远镜”是个什么神器？

　　天文学家为了观测黑洞视界边缘上的物理过程，动用了分布在全球的8座毫米/亚毫米波射电望远镜，这些望远镜组成了一个虚拟的，口径接近整个地球的望远镜，这座虚拟的望远镜，称为“事件视界望远镜”。

　　在这8座射电望远镜当中，要数阿塔卡马大型毫米波阵(ALMA）最为强大！ALMA造价达14亿美元，是目前最为昂贵的地基望远镜之一。如果没有ALMA的加盟，观测黑洞的视界简直是不能完成的任务。