袁文翔

黑洞是个吸引力无穷大的一个洞——这是在很早以前对黑洞的概念，估计也有很多小朋友或成年人依然不太清楚黑洞是个什么东东，于是我就立刻做了测试：

领导，黑洞是什么

领导答：黑洞就是什么都能吸进去，连光都跑不了...

我追问“黑洞到底是什么？

领导答：黑洞...就是...很学术的一个名词，我也不知怎么说

我：黑洞就是一种特殊天体

领导：黑洞怎么是天体呢？黑洞是......

这个没有疑问，黑洞就是一个特殊天体，它的特殊体现在其质量大的超乎一般人的想象，但是又不像其他天体那样可见或者非常容易被观察探测到，因为连光都难以挣脱其似乎无穷大的吸引力，所以科学家们就形象的称为其为黑洞。

但是，黑洞到底是什么样的天体，估计大家看到的更多的是艺术图片或者科幻电影里的剧照。所以，这样一个国际性合作科研成果也是“事件视界望远镜”项目的第一项重大成果——人类史上首张黑洞照片于明天（4月10日）发布，这肯定会引起世界关注。其直接的意义就是向人类首次揭开黑洞这个特殊天体的面纱。今后科幻电影里的黑洞形象肯定会大变模样。

至于科学意义，一是爱因斯坦的相对论预测了黑洞的存在，那么这个照片无疑是对爱因斯坦相对论的再次验证，虽然爱因斯坦本身对黑洞的存在也存在质疑。二是有了黑洞实体照片，那么今后关于黑洞各种研究肯定会进一步加快。巧妇难为无米之炊，现在给你一个实体照片，那么敏锐的科学家们也许能因此发现更多的蛛丝马迹而找到研究的新切入点。

柳小庆

天文学家马上就要发布第一张黑洞照片，它将验证广义相对论是否正确，这是它的科学意义之一。

一些人认为这事没啥值得大惊小怪之处，毕竟关于黑洞的图片我们已看得太多，我们还能从这张黑洞照片中学到什么新东西么？嗯，我们能学到很多东西，毕竟从前的都是基于理论推理的图片或者CG，不是真的。或许从前的推断都错得离谱呢，或者不够准确呢？黑洞照片将是检验爱因斯坦广义相对论是否足够正确的关键考验，因为黑洞实在是非常极端的天体。

图示：《科学》期刊网站发布预测中的黑洞照片模样，预测究竟准不准就看今晚九点了！

要回答这问题，我们还是得再次重复一下。

什么是黑洞？

首先，黑洞是一个坍缩的巨大恒星，由于其引力强大到，需要超光速才能逃逸，因此就连光也无法逃脱它们的掌握，这就是黑洞为什么被称为黑洞的原因。另外，按照爱因斯坦的狭义相对论，宇宙中没有比光更快的粒子，所以一旦什么东西进入了黑洞，那它就再也出不来了。

图示：黑洞的诞生历程。超大质量恒星向内坍缩，引发剧烈的爆炸形成超新星，其外层物质被炸飞，但其核心继续坍缩，如果质量足够大，最终就会形成黑洞，黑洞的强大引力将吸引附近的物质旋转着坠入黑洞，在这个过程中黑洞外围物质会释放大量能量。

天文学家们即将发布的黑洞照片，是被称为射手座A的黑洞，这个黑洞正是是我们银河系中心的“超大质量”黑洞，是银河系维持稳定的引力源泉。

超大质量黑洞的质量通常是太阳的数百万倍至数十亿倍，并在几乎所有星系中心都发现了它们的存在，这意味着星系的演化是围绕着超大黑洞为核心发生的。研究超大质量黑洞，将让我们更好地理解宇宙的大结构。

除了射手座A黑洞之外，本周天文学家们还将发布另一个超大质量黑洞的图像，这个黑洞不在银河系内，它距离我们5350万光年。

图示：这个计算机模拟的图像显示了一个位于星系核心的超大质量黑洞。中心的黑色区域代表着黑洞的事件视界，一旦进入事件视界，即便是光也无法逃脱。黑洞强大引力还扭曲了它附近的空间，看起来就像一个有趣的镜子。（NASA，ESA和D. Coe，J。Anderson和R. van der Marel（STScI））

我们会看到什么？

顾名思义，黑洞是黑色的，所以不可能“看到”黑色的空间背景。但是黑洞事件视界附近的物体，则是可见的。 根据此前的理论预测，这张照片可能会显示出被一圈强光环绕的黑色斑点。但是，拍摄银河系中心黑洞是个巨大的挑战，因为它被“笼罩在厚厚的尘埃和气体云中” 。

图示：模拟图像显示了超大质量黑洞周围极端环境中的湍流等离子体。（照片：亚利桑那大学。）

怎样“拍摄”黑洞照片？

正如您所料，这不是您用智能手机就能随便拍摄的夜空照片。图像由专门的Event Horizon射电望远镜所收集的数据进行计算机推演得出。Event Horizon射电望远镜，是世界各地专门设计来用于观察黑洞的系列望远镜。这些望远镜分布在智利，夏威夷，亚利桑那，墨西哥，西班牙和南极。由此组成的阵列，相当于人类制造了一个和地球一样大的射电望远镜！用这台巨大的望远镜收集从黑洞附近发出的射电信号，这些信号可以穿透厚厚的尘埃和气体云。望远镜将捕捉到黑洞附近可以探测到的高能辐射。

图示：此次黑洞照片拍摄涉及全球多个地区

黑洞与爱因斯坦的相对论

来自黑洞的图像可以让我们更深入地了解阿尔伯特爱因斯坦的广义相对论，这是他在1915年提出的颠覆性理论，在当年引起了轩然大波，彻底改变了我们对宇宙的观念，在广义相对论中，时间空间和物质被紧密结合在一起。

图示：太阳的质量扭曲了空间，行星绕太阳转动，并非因为引力，而是因为空间被扭曲，就像篮筐上旋转的篮球，不是因为篮筐吸引了篮球。这样的观念实在过于颠覆传统。在当时很少有人相信这是真的。

这也是爱因斯坦对物理学最大的贡献，是现今天文学家理解宇宙最重要的科学理论。注意，刚才我们说的是狭义相对论（光速不可超越），现在说的是广义相对论，说的是引力扭曲空间。

黑洞事件视界的形状可以进一步证明爱因斯坦的广义相对论的正确或者对它产生新的疑问。此前天文学家们在太阳系内对广义相对论进行了高精度验证，证明在太阳系内广义相对论是正确的。但它真的对太阳系外的天体还正确或足够正确吗？尤其是对黑洞这样的超常规天体来说？

图示：卡西尼-惠更斯号空间探测器，在太阳系内完成对广义相对论高精度验证，注意无线电波在经过太阳附近时转弯了，转弯的幅度可以由广义相对论进行计算，该实验表明在太阳系中，广义相对论非常准确，误差极小。但是黑洞附近呢？用广义相对论去计算黑洞对周围空间的扭曲还靠谱吗？

因此，首张黑洞照片还承担着验证广义相对论的科学使命。

当然，有必要提前说一下，即便照片显示广义相对论不能完全解释黑洞的事件视界形状，那也不代表广义相对论一定错了，更可能的情况是，对于黑洞物理学家需要对广义相对论进行某种修正，这也将让物理学家和天文学家更进一步地搞明白黑洞的性质。

总之，不论是验证还是对广义相对论产生冲击在科学上都是好事儿。

但从搞一个大事情的人类本性出发，尤其是科学家们，我想他们大概很希望看到爱因斯坦的广义相对论在黑洞面前出现破绽呢。

美国国家科学基金会，将在美国东部时间本周三上午9点(即北京时间今晚9点）发布黑洞首张照片，就让我们拭目以待吧。

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三思逍遥

首先黑洞到底长什么样，肯定是没人知道，因为根本就没人见过黑洞，那么如果人类真的能公布黑洞的照片，就基本意味着前人的预测和研究是正确的。

事实上黑洞的概念最早萌芽于18世纪，当时有一位叫米歇尔的人认为，当一颗恒星拥有足够大的质量之后，光线会被巨大的引力吸引，导致我们无法看见这颗恒星。

其次法国科学家拉普拉斯也持有同样的看法，例如在1793年的时候，拉普拉斯就说过这么一句话。

“天上有很多看不见的天体，这些天体可能和恒星一样大，也可能和恒星一样的多，但由于它们太大了，导致它们发出光被它们自己的引力拉住了，所以天上最亮的恒星，往往是人类看不见的。

后来随着时间的发展，有很多的科学家都预测过黑洞，这其中就不得不提到爱因斯坦，爱因斯坦广义相对论向人们阐述了，物质的质量会引起宇宙空间的弯曲。

结果正是因为根据广义相对论的方程，德国科学家施瓦兹计算出一个惊人的结果，他发现当一个物质的质量达到一个限度之后，将会在宇宙中形成一个无底洞。

这个无底洞在爱因斯坦看来，实际上非常的荒谬，爱因斯坦也太相信有这样的天体存在，但随着时间的推移，人们认为施瓦兹的计算结果似乎是对的，于是黑洞便开始被科学界接受。

但问题在于黑洞存在的基础在于计算，谁也没有亲眼见过，那么首张黑洞照片的公布，就意味着黑洞是确实存在的，人类的研究和预测方向都是正确的，这对于人类文明的发展来说是有重大意义的……

种植恒星

首张黑洞的事件视界照片公布，有什么意义？

北京时间2019年4月10日21：00将要公布第一张黑洞的事件视界照片，无疑这是天文界的大事，也是科学界不小的波澜！自LIGO发现引力波事件以来，已经有好多年没有这种全球期待的轰动性科学进展事件了！

一、黑洞的事件视界是个嘛玩意？

黑洞是因质量极大而天体的结构无法支撑引力坍缩而成一个奇点的特殊天体，它有很多特殊的属性：

1. 引力极大，在视界范围内连光都无法逃逸（此为黑洞命名的由来）

2. 不具原先天体的任何特征，此为黑洞的无毛定理

3. 极大的引力会吞噬周围的星际物质

我们已经在银河系中发现很多类似黑洞天体的特征，尽管连光都无法逃逸，但我们仍然可以从它的吸积盘以及对背景光线的扭曲来发现它，前者吸积盘辐射的发现要求并不是特别高，钱德拉硬X射线望远镜即可发现大量的疑似黑洞天体！后则这种引力透镜则是间接方式！

二、黑洞的事件视界是怎么拍出来的？

上文中有说到黑洞的吸积盘，钱德拉硬X射线等，就如哈勃发现遥远天体，看到并不难，但要看清则很难！这就是为什么哈勃能拍摄到134亿光年外的GN-Z11这个宇宙初期的婴儿星系,却拍不到月球上的阿波罗11号留在月面的美国国旗！因为哈勃在月面的分辨率为50M，如果要看清长度1-2M的国旗，哈勃至少需要装备口径60M左右的主镜！这就是“口径才是王道”的真正来历！

此次成像的对象是银心黑洞Sgr A*,质量为太阳的400万倍，视界直径2400万千米，在这样的距离上要看清这个尺寸的天体，光学望远镜至少需要6.88KM的口径！很显然我们不具备这个条件！

当然活人并没有被尿憋死，人类以分布在地球各处的射电望远镜阵列以同时工作的干涉仪模式实现了超大口径的模拟！射电波段选择在了1MM处能对银心最清晰成像的毫米波段！

三、为什么中国的FAST不参与？

中国的FAST口径高达500M，即使观测南天区低纬度的银心它的有效口径大的吓人，但很可惜FAST并没有参与到此次观测中来！

1. 此次观测的是毫米波段波长1MM的电磁波，而FAST比较擅长观测0.3M左右的中子星射电波段，因此在波段上并不合适！

2. 此次观测的主要选手是位于智利沙漠的阿塔卡马大型毫米波亚毫米波阵列（ALMA），理论上这个阵列确定以后周围的望远镜就确定了，基本上就在以此为中心的西半球范围内的射电望远镜，各位可能会有疑问，为什么会这样？

因为工作在干涉模式的望远镜阵列最基本要求是同时观测，而且这个同时要求极高，必须在同步原子钟精确时间下协调工作，这些望远镜阵列观测到的信号不是叠加即可，而是在模拟一个超大射电望远镜的不同反射扇面，这个观测精度要求极高！

四、如此折腾有什么意义？

此次观测参与的望远镜阵列大约有9个，观测时间倒也不久，主要是计划的协调时间与最后的数据处理，所谓的观测几天处理几年说法就是这么来的！因为得到的数据是PB级别的，即使超级计算机，面对PB级别的数据也只能排序处理！但这意义却是非凡的，因为人类从来都没有真正观测到过黑洞的事件视界，也就是黑洞的模样，一直以来我们都在以PS图像忽悠大家，了不起计算机模拟出来一个，但那样的黑洞真的就是现实中的黑洞吗？肯定是未必，因为模拟出来的条件都是我们人为设置的，条件也是极为理想化的，而黑洞所处的环境却千差万别，而且有多少未知因素的影响我们不得而知！但此次“事件视界望远镜”（EHT）计划得以让我们一窥黑洞的究竟，对于未来黑洞与星系的演化，以及对于黑洞更深层次的理解都有着极为重要的意义，另外还有一个好玩的事实，距离地球最近的黑洞是2800光年外的麒麟座V616！这个距离远吗？对于银河系20万光年的距离上，就是邻居而已！所以关注与研究邻居，特别是脾气不太好的邻居是很重要的！

星辰大海路上的种花家

这无疑是非常重要的，对人类有极大的意义，我们对黑洞研究非常重要，因为黑洞有能力(间接地)创造、维持和毁灭宇宙中的任何东西。创造和毁灭只是意味着转变。

它们被认为是整个宇宙中最大、最强大、最明亮的“物体”。如果它们没有那么强大的引力，如果它们允许光不断地逃逸，它们就会看起来像宇宙中最亮的星星，我们几乎可以用肉眼在每个星系的中心看到它们。当然，光进入黑洞是无法逃逸，所以黑洞并不是最亮。

黑洞在哪？理论上认为始终是所有星系的中心！

它们包含着引力奇点。研究黑洞可能有助于理解宇宙本身是如何从引力奇点“诞生”的。因此，黑洞可能包含宇宙及其起源的最深层秘密。

所以我们要尽可能多地了解它们。有了这些知识，我们就能更好地理解宇宙是如何运作的。

在讨论宇宙的时候，我们可能会问，“为什么我们要关心一些人类无法触及的东西”，但是人类还是有一种冲动，想要尽可能多地了解一切。

而如今，关于黑洞的第一张图片已经被人类观测到，从认识来，这一过程不过是一百多年，不难想象，在未来，我们人类将揭开更多关于宇宙的奥妙。

万物未解之谜

人类从刀耕火种走到今天可以上天入地，创造了一个又一个奇迹。而就在明天，人类即将再次创造一个奇迹，公布第一张黑洞的真实照片！

正如阿莫斯特朗说的那样：“这是我的一小步，却是人类的一大步”。黑洞的首长照片，可以说是人类文明的“一大步”，这是人们首次看到了黑洞真是的视界照片，极大满足了人类的好奇心。黑洞本身并不可见，黑洞的视界是黑洞内光线刚好逃不出去的边界。也可以说，黑洞的视界就是黑洞的外貌。而之前，所有关于黑洞的照片，都是人们自以为是的模拟图。这次 科学家们首次联合各地的毫米波望远镜，对准银河系中心的超大质量黑洞进行视界成像，让人们首次看到黑洞的神秘面纱。

黑洞是被相对论预言存在，但是却从来没有直接看到过的天体。黑洞长什么样，是何种形态，让我们好奇不已。黑洞就像是怀孕肚子里的小宝宝，大家只能够感觉到，却无法看到，急的我们心里痒痒的。霍金是个代表，研究了一辈子黑洞，然而却没有见过黑洞，为此，他甚至怀疑自己研究的黑洞并不存在。如果霍金没有离我们而且，他听到这个消息，一定会喜极而泣。

所以，黑洞照片的公布，跑去那些物理学家关系的东西，对我们大众来说，意义就是满足了我们对宇宙天生的好奇心，过上一把眼瘾。俗话说：“朝闻道夕死可矣”，看上一眼黑洞这个宇宙最变态、最神秘的天体，我们也不枉一生了。至少，比霍金幸福多了。

所以，期待明天的黑洞照片吧~

科学探秘频道

欧盟委员会、欧洲研究理事会和事件视界望远镜（Event Horizon Telescope， EHT）团队 联合宣布，将在4月10日举行发布会，展现事件视界望远镜的重大研究成果。

届时将在布鲁塞尔、圣地亚哥、智利、上海、台北以及东京同步直播。欧洲中部夏令营时间是15:00，那么北京时间是21:00。

黑洞是爱因斯坦广义相对论研究和预言的特殊天体，科学上已经基本确认其存在，但从未真正意义上看见过黑洞到底是什么样子。网上出现的大多数黑洞照片都是计算机根据数据模拟出来的。

这也是人类第一次揭开黑洞的面纱一睹其真容。

科学黑洞

黑洞到底是什么样的？物理学家和天文学家都会给出不同的解释，宇宙深处存在黑洞今天确已无可置疑。

从广义相对论可以推断在宇宙的广阔空间中有大量黑洞的存在，众多的天文观测证据（包含引力波探测、双星演化、类星体观测等）确认需要有恒星质量大小的小黑洞、百万太阳质量以上的星系中心超大质量黑洞、及质量居中（具有百个、千个、万个太阳质量）的中等质量黑洞存在，但我们尚并不知道黑洞在现实中的真实模样。黑洞在普通人认知中就是：会吸入所有一切，连光都逃不出来。

现如今，人类终于要公布黑洞拍下第一张真正的照片了，它来自来自世界上8台射电望远镜组成的毫米波VLBI网的成像数据。将告诉我们，黑洞就在那，它长这样！到明天晚上，大家就可以对比是否和《星际穿越》中刚看到黑洞图像是否一致了。

上图：“事件视界望远镜”EHT项目，全球多地的8个亚毫米射电望远镜将同时对黑洞展开观测

上图：电影《星际穿越》中的黑洞，周围的亮环是由气体构成的吸积盘

视界面望远镜EHT观测目标主要有两个，一是我们所居住的星系——银河系的中心黑洞Sgr A*，二是位于星系M87中的黑洞。Sgr A*黑洞的质量大约相当于400万个太阳，M87中心黑洞的质量达到了60亿个太阳质量。可见，它们都是位于星系中心的超大质量黑洞。黑洞照片的公布，是人类在黑洞观测史上迈出的最重要一步。一方面呼应（再次验证和严格限制）爱因斯坦的广义相对论，一方面也将回答星系形成和演化中的重要问题——黑洞活动（壮观的喷流）是如何产生并影响星系演化的。

位于银河系中心的Sgr A*（人马座A*）

M87星系壮观的喷流，来自其中心黑洞的气体高速准直喷射

南极观星人

黑洞到底是什么，也许照片只是揭开冰山一角。也许黑洞不是我们认为的一个天体，而是一种状态。我个人认为黑洞巨大引力来源于一种时空真空的压力，黑洞的事件视界内的状态应该处于一种超光速状态，或者负质量状态，根据相对论描述，这已经属于时空真空状态，也就是说已经不存在我们的宇宙之内。黑洞的引力实际上是一种吸力，是一种时空的趋势，由密度大的扩散到密度小的区域，形成一种压迫力。这点特别像平静水面上的漩涡，其中心点实际上密度是极低的甚至为0，那么问题来了，吸进去的物质哪里去了？很简单，它们不存在了，至少不存在与我们的宇宙了，被加速到超过光速了嘛，甚至质量变成负数。那么黑洞的质量是怎么来的呢？我认为跟时空的特性有关系，时空的密度是一定的，应该有一个时空密度常数，来描述引力的产生和引力的大小。我们测算的黑洞质量都是正数值，应该基本和事件视界的质量一致。当两个漩涡碰撞时候也会融合，参考龙卷风，会融合成一个威力更强的，这过程中产生的震动与扰动就是我们发现的引力波。至于为什么会以光速传播，空气中振动都是以声音的传播速度为准，大概就是这个道理。

那么黑洞为什么没掉下去，我感觉是因为在密度一致的空间内保持高速旋转，在水面的漩涡，也没有沉下去嘛。为什么会稳定存在，试想下如果水下有空洞，产生漩涡会一直稳定的存在，直到水漏完，或者有扰动才会消失掉，否则一直保持高速旋转并且稳定存在。那么宇宙会永远存在吗？显然不会。

閃光貝殼

我觉得黑洞没什么神秘的，要不是高密度的实体，要不就是象水的抽底漩涡，神秘的是漩涡里的水去了哪里，那里又是什么样子，是不是另外一个宇宙，这个宇宙是和我们现在的宇宙空间并行还是重叠，如果我们的地球穿过抽底漩涡还可不可以重生，进入黑洞前加速度有多大，地球能不能抗得住😂

關鍵字: 科学 领导 什么