2019年04月10日之前，還沒有人知道黑洞到底長什麼樣。當然了，感謝電影《星際穿越》向觀眾們展示了模擬黑洞，現在不光這個黑洞聲名遠揚，我們也因此以為自己知道黑洞的模樣。
圖解：M87星系黑洞（左）對比《星際穿越》裡的卡岡圖雅黑洞（右），圖源：EHT/Interstellar
但是就在2019年04月10日，事件視界望遠鏡計劃的科學家們揭開了M87星系黑洞的面紗。此黑洞重達65億個太陽質量，位於距離我們相對較近的M87星系中心。僅一眼你就能發現這個黑洞跟電影《星際穿越》中的卡岡圖雅黑洞長得完全不一樣。因此，我們請到兩張圖片背後的物理學家向我們解釋其中的不同之處。
首先簡單解釋一下，黑洞是廣義相對論中預測的物體，引力場極其巨大，物質進入黑洞表面區域之後，就算是光束也無法逃離。2019年，事件視界望遠鏡計劃的科學家們沒有依靠攝影，而是通過世界各地共8個望遠鏡的數據，整合黑洞在光線下的陰影照片，才破解了這一現象的謎團。
2019年發表的黑洞圖像看起來多多少少與以愛因斯坦相對論為指導方針、事件視界望遠鏡計劃下的科學家們的期許有些類似。其相似程度其實十分驚人。看下圖所示：
圖解:M87星系黑洞圖像（左）對比模擬圖（中間）對比配合望遠鏡像素的糊化模擬圖（右）
但是我們身為流行文化的一份子，有些期望黑洞能長成這個樣子：
圖解:電影《星際迷航》中創造的卡岡圖雅黑洞
它們之間的差異可能沒你想得那麼大。創造EHT圖像的小組領導人、麻省理工海斯塔克天文臺的博士後研究員Kazunori Akiyama表示“《星際迷航》裡的圖像與真實的黑洞相差無幾。”
其中最顯著的區別就是《星際穿越》的黑洞中間有個細條，但是M87星系黑洞卻沒有。這點解釋起來很簡單。Akiyama解釋說初步證據顯示我們不是從黑洞頂點，而是從靠近極點的地方來觀察M87星系黑洞的。因為M87星系周圍的圓盤形物質的阻礙，有些觀測角度下的圖像會變得昏暗模糊。以土星環為例，你如果從土星的頂端或者底端看土星，土星環並不會遮擋行星。
但我們不是完全從黑洞的頂端來觀測的，這就是造成差異最主要的原因。M87星系黑洞的左下端似乎有一個非常明亮的新月狀痕跡，證明了向我們移動的物質會顯得更加明亮，而遠離我們的物質則會看上去愈加暗淡，就如同M87星系的黑洞圖像一樣。
加州理工學院的物理學家、電影《星際迷航》的顧問基普·索恩（Kip Throne）告訴Gizmodo“克里斯托弗·諾蘭（Christopher Nolan）忽略了變暗變明這一點。因為總體亮度很高，人眼也就不太可能分辨黑洞兩端哪一端會昏暗一些。”諾蘭在電影中對黑洞的形象做了藝術加工，其中也包括添加鏡頭光暈，正如上文所提。
索恩解釋說，兩者之間還有別的區別。索恩設想的黑洞外包圍了一層更密度更高、可見度更低的圓盤形物質。事件視界望遠鏡團隊所觀察到的黑洞外物質則更加寬厚，但是光線卻更容易通過。但這些都是微不足道的區別。
事件視界望遠鏡計劃將繼續採集M87星系黑洞圖像，另外還將拍攝我們銀河系中心的黑洞。這些數據能夠構建出更加清晰精準的圖像，為科幻作品提供前所未見的黑洞形象。
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. Ryan F. Mandelbaum-粉紅派阿翻- gizmodo
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