人类第一张黑洞照片来了，全是高考考点！（看不懂也要看）

就在近日

由事件视界望远镜（EHT）捕获的

人类首张黑洞照片问世

据说，宇宙诞生了138亿年，年龄最大的黑洞，也已经超过了100亿岁。经过了这么久黑洞家族的成员才终于有了第一张照片。

而我们也成为宇宙中第一批亲眼看到黑洞的人类！

其实，在这张照片问世前，黑洞的模样只存在于人的想象中。有句话说得好，一千个人眼里就有一千个黑洞。

在很多人的想象中，它是这样的：

黑洞的边界也许是面燃烧的火墙。

或是这样的：

黑洞从周围天体吸积物质的构想图

长久以来，黑洞一直是人类认知中最特殊的一个“洞”，从来没人掉进这个“洞”，甚至从来没人见过它。

爱因斯坦用广义相对论预言它

霍金用量子理论解释它

放眼宇宙

它好像永远披着一层神秘的面纱

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黑洞，到底是什么？

根据爱因斯坦引力场方程的计算，如果大量物质集中于空间一点，奇点周围会形成时空扭曲的“视界”，一旦进入这个界面，连光子也无法逃逸。

这个预测在1916年被提出来，不过，直到1967年，普林斯顿大学核物理学家约翰？惠勒才在一场讲座里首次使用了“黑洞”（blackhole）这个词汇，并迅速流传开来。

确切地说，黑洞是一种密度极大、体积极小的天体。

本次拍摄的模特之一位于星系M87中的黑洞质量大概相当于65亿个太阳！

这个超级质量的天体是由众多的小黑洞合并而来，小质量黑洞是在恒星“死亡”后内核发生引力坍缩时形成的，几乎所有质量都集中在最中心的“奇点”处。

牛顿的万有引力告诉我们，质量越大，引力越大。

因此，质量巨大的黑洞具有超强的引力，连光也无法逃脱黑洞引力的“魔掌”。所以，人类无法直接观测到它。

就这样黑洞就像一个“隐形的巨兽”悄悄地“埋伏”在宇宙深处。

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有确认存在的黑洞吗？

有。人类探测到的第一例引力波信号，就是由双黑洞并合产生的。

人类发现的第一个强有力的黑洞候选天体是1964年发现的天鹅座X-1，距离地球约6000光年。天鹅座X-1有一个正在被它吃掉的“舞伴”，但伴星的质量却比它本身更加大，引发了广泛的争议，其身份长期悬而不决，霍金都为此打过赌（并输掉了）。科学家们后来测得天鹅座X-1的质量约为14.8个太阳，视界半径300公里，应该是一个“胃口”非常小的黑洞。

目前，科学家们更为关注的一类黑洞候选系统是软X射线瞬变源。这类系统包含一个小质量的舞伴，通常处于宁静态，但会出现间歇性的X射线爆发现象，间隔时间从数月到数十年不等。间歇性爆发的时候，就是探测黑洞的好时机。

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这次照片是怎么拍到的？

这一切要归功于事件视界望远镜（EHT）啦！EHT并不是单独的一个望远镜，而是由分布于全球不同地区的8个射电望远镜阵列组成的一个虚拟望远镜网络，有效口径尺寸达到地球直径大小。

全球望远镜组成阵列，联合观测，形成一个有效口径等于地球直径的大望远镜。这个虚拟的大望远镜叫做“事件视界望远镜”（EHT），由8台望远镜组成。分别是：南极望远镜（SouthPoleTelescope）；位于智利的阿塔卡马大型毫米波阵(AtacamaLargeMillimeterArray，ALMA）；位于智利的阿塔卡马探路者实验望远镜（AtacamaPathfinderExperiment）；墨西哥的大型毫米波望远镜（LargeMillimeterTelescope）；位于美国亚利桑那州的（SubmillimeterTelescope）；位于夏威夷的麦克斯韦望远镜（JamesClerkMaxwellTelescope，JCMT）；位于夏威夷的亚毫米波望远镜（SubmillimeterArray）；位于西班牙的毫米波射电天文所的30米毫米波望远镜。它们在2017年4月对两个黑洞目标进行了联合观测。

从2018年起，又有格陵兰岛望远镜、位于法国的IRAMNOEMA天文台和位于美国的基特峰国立天文台加入后续的研究和校准工作。

全球一共60多个研究机构参与了研究，其中包括中国科学院下属的上海天文台、云南天文台等机构，以及华中科技大学、南京大学、中山大学、北京大学、中国科学院大学、台湾大学等高校。这也是中国上海和台北两地联合举办新闻发布会的原因。

2017年4月阵列中的8台望远镜同时运作完成了超级黑洞相关数据的收集。200多位分布在世界各地的科学家包括咱中国的科学家参与这一项目，对收集的数据进行合并与分析，产生了黑洞的图像。

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这次拍到了哪个黑洞的照片？

两个超大质量黑洞。一个是银河系中心黑洞SgrA*，一个位于室女座的M87星系中心。之所以选择这两个目标，而不是银河系中更近的恒星级黑洞，是因为它们的视界从地球上看足够大。

长久以来，科学家们就发现几千亿颗恒星围绕着银河系中心转动，推测出那里存在一个超大质量的天体。根据计算，SgrA*的质量大约相当于400万个太阳，视界半径约2400万公里。听起来足够大，不过，鉴于银河系中心黑洞远在2.5万光年（约24亿亿公里）之外，实际效果相当于在地球上观察一颗放在月球上的橙子，或者在北京看清上海一颗高尔夫球上的小坑。

M87中心的超大质量黑洞则达到了66亿倍太阳质量，视界范围大约是冥王星轨道的三倍。当然，因为距离更远的缘故，M87中心黑洞在地球上看的实际效果与SgrA*可能相差不大。

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“冲洗”这张照片，为何花了两年时间？

黑洞照片“拍”起来难，“洗”出来也难。虚拟的大望远镜阵列并非直接拍出了黑洞的图像，而是给出了许多数据，必须经历复杂的计算机处理过程。其中还有些缺失或模糊的部分，需要科学家们拼图。

此外，在2017年4月的联合观测以后，研究团队还进行了一些数据收集和校准的工作。

之所以耗费这么久是因为，EHT收集到的数据已经不能用海量来形容了。事件视界望远镜每一个晚上所产生的数据量可达2PB。

这是什么概念？

1PB=1024TB=1048576GB，大约相当于2万部最高清蓝光电影和欧洲大型质子对撞机一年产生的数据量差不多。

这样看来速度还是挺快哒，为了让我们早点看到黑洞，科学家们真的是太拼了！致敬！

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地球会被黑洞吞噬吗？

答案是明确的：不会！

只有比太阳的质量大二、三十倍以上的天体才会产生黑洞。

也就是说，太阳不会变成黑洞。就算太阳所在的位置有一个黑洞地球也不会有危险，因为只有和黑洞足够近才可能被黑洞吞噬、撕裂，而地球处于安全距离。

其实作为沧海一粟能看到黑洞的真实模样我们是幸运的，从古至今面对幽深无垠的宇宙人类像孩子一般仰起头好奇地打量。

这一次黑洞带给我们的惊喜注定书写新的历史但，惊喜远不止这些，黑洞的故事才刚刚开始！

全球六地同步发布首张黑洞照片

据介绍，北京时间4月10日21点整，比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京、美国华盛顿等全球六地同步召开全球新闻发布会，事件视界望远镜（EHT）将宣布一项与超大质量黑洞照片有关的重大成果。在上海，EHT项目和中国科学院将共同发布这一重大成果。

EHT项目，是由全球200多位科研人员共同达成的重大国际合作计划，通过“甚长基线干涉技术”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，用于黑洞探测。理论上，黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体,它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围，该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界。此前，天文学家都是通过各种间接的证据来表明黑洞的存在，而EHT项目，则是通过这个拥有地球直径的“虚拟望远镜”直接观测到了黑洞边缘的图像。专家称，人类首张黑洞照片的问世，将对研究黑洞具有重要意义。

△模拟图片