探索宇宙的秘密——什么是黑洞！

我们见证了人类历史上

第一张黑洞的照片

黑 洞

2019年4月10日，

是一个具有特殊意义的日子。

我们见证了人类历史上第一张黑洞的照片。许多科幻电影都向我们展示过黑洞的概念以及它超强的吞噬能力。

而今天，

我们终于能一睹真容，

看清它的模样。

黑

洞

这样的图片

我们以前见过很多

其实早在电影画面中

就透露出人类尝试

一窥黑洞真容的幻想

黑洞的来历

黑洞（Blackhole）是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。

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”。

黑洞的分类特点

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，可以将黑洞分为五类。

不旋转不带电荷的黑洞：它的时空结构于1916年由史瓦西求出，称史瓦西黑洞。

不旋转带电黑洞：称R-N黑洞。时空结构于1916至1918年由赖斯纳和纳自敦求出。

旋转不带电黑洞：称克尔黑洞。时空结构由克尔于1963年求出。

一般黑洞：称克尔-纽曼黑洞。时空结构于1965年由纽曼求出。

双星黑洞：与其他恒星一块形成双星的黑洞。

黑洞是如何拍到的

首先我们要知道给这么一个距离远、相对小的天体拍照有多困难。M87星系距离我们5500w光年直径大约360亿千米。

这是什么概念呢？要分辨出这个黑洞的轮廓细节，难度相当于要在地球上看月球上的一个苹果。如果用光学望远镜观测，这个望远镜的口径需要达到2千米，而目前最大的单个光学望远镜基本在10米左右，哪怕几台一起合作，也不过能达到100米口径的等效效果。何况星系中央处在层层星际尘埃的遮挡之中，光学观测根本看不到。

M87星系

而想要给这么个天体“拍照”，就需要借助波长更长的射电波段。于是EHT集合了位于世界各地的8个观测站，多个射电望远镜协同工作，组成了一个被称为“视界面望远镜”的体系（等效于直径和地球一样大的虚拟望远镜）。

2017年4月，EHT对黑洞进行了10天的“拍摄”。期间，每座观测站搜集了超过500TB的数据，这些数据存放在硬盘中，从各个观测站运到同一个研究所进行处理，光使用超级计算机进行数据合并就花了一年的时间。于是，在2年后的今天，我们才得以有幸目睹黑洞的真容。

黑洞的研究意义

这次的直接成像除了帮助我们直接确认了黑洞的存在，同时也通过模拟观测数据对爱因斯坦的广义相对论做出了验证。在视界面望远镜的工作过程和后来的数据分析过程中，科学家们发现，所观测到的黑洞阴影和相对论所预言的几乎完全一致，令人不禁再次感叹爱因斯坦的伟大。

而随着爱因斯坦理论的不断证实，人类对于宇宙的了解也在不断的加深，甚至当有一天人类证实虫洞的存在并且能加以利用的时候，人类的历史将彻底改变！

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中国矿业大学徐海学院

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文章：胡禹婕

图片：央视新闻、人民日报、微博说

图文编排：卢星云

指导老师：乔成诚