人類史上首張黑洞照片面世！北京時間10日晚9時許，包括中國在内，全球多地天文學家同步公布首張黑洞真容。這一由200多名科研人員曆時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 愛因斯坦又說對了

圖片來源：事件視界望遠鏡合作組織

這是人類第一次凝視曾經隻存在于理論中的天體——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，位于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。

“這是人類獲得關于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說。

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

由于需要極高的靈敏度，組成全球網絡的8個射電望遠鏡分布在多個高海拔地區，包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的内華達山脈、智利的阿塔卡馬沙漠、南極點等。“這些望遠鏡的分辨率相當于能在黑龍江漠河閱讀南沙群島上的一張報紙。”中方科學家、上海天文台研究員路如森說。

“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适的波段才能觀測。”路如森說，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多年裡，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，看看你在哪個級别

圖片來源：人民視頻直播圖片

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？

黑洞 圖片來源：電影《星際穿越》

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，下面請對号入座，看看你在哪個級别。

入門級：黑洞是怎麼形成的？

黑洞是大質量恒星死亡後的一種形态，恒星還會死亡？！

是的！當恒星内部的燃料消耗完了，它就死了。

這個時候，如果這個恒星足夠重的話，黑洞就要産生了！

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緻的！

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：

a/個頭和質量最小的——恒星級黑洞（質量是太陽的幾十倍~上百倍）；

b/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）；

c/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）。

恒星級黑洞太小了，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！

初級：這次被拍到的黑洞是誰？

超大質量黑洞可以算是大BOSS，這種級别的黑洞，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，就是位于銀河系中心的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！

卡岡圖雅黑洞 圖片來源：電影《星際穿越》

中級：黑洞是怎麼被拍到的？

為什麼一個世紀以來，人類都沒能拍到黑洞？

那是因為黑洞視界範圍，也就是能被看到的界線非常非常小。而且黑洞自身不發光，難以直接探測。

科學家們便隻能“曲線救國”，采用一些間接方式來探測黑洞，比如，觀察吸積盤和噴流。

吸積盤，就是圍繞黑洞旋轉的氣體盤，由恒星的氣體組成。還有一部分氣體在掉入黑洞視界面之前會形成噴流。

物質被吸入黑洞時會産生大量光和熱，因此很容易被科學家探測到。

這次的“黑洞捕手”是事件視界望遠鏡EHT（Event Horizon Telescope）。

這個計劃始于2015年，位于南極、智利、墨西哥、美國亞利桑那州、夏威夷和西班牙的8台射電望遠鏡，模拟出了一台地球大小的超級望遠鏡。

并在2017年4月EHT就已經完成了拍攝。

高級：為什麼照片要“洗”2年？

簡單來說，就是需要修圖——

因為與其說是拍照片，倒不如說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。

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

而且從科學上說，并沒有“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。有生之年，能有機會一睹黑洞的尊容，真的是榮幸之至！

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