从入门到高级,你要的黑洞知识都在这里!

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昨天，我们已经见过这位神秘的大BOSS的真容！

全球30多个研究机构的科学家参与，利用全球不同地区的8个射电望远镜，历时2年拍摄，又历时2年“冲洗”。

各大媒体对于这一天文盛事非常关注，话不多说先上图！



作为人类首张黑洞照片，看起来似乎比电影中的黑洞更梦幻。跟你想象中的一样吗？



黑洞 图片来源：电影《星际穿越》

无论在你想象中是什么样子的，这绝对都是人类的高光时刻——

在你奔走相告前，我们备好了从入门级到初级、从中级到高级的谈资，下面请对号入座，看看你在哪个级别。

  入门级：黑洞是怎么形成的？

黑洞是大质量恒星死亡后的一种形态，恒星还会死亡？！

是的！当恒星内部的燃料消耗完了，它就死了。

这个时候，如果这个恒星足够重的话，黑洞就要产生了！

黑洞是从广义相对论推演出来的，没错最开始就是人类猜想出来的……

然而后来发现，一切好像都和我们猜想的是一致的！

虽然名字都叫黑洞，但长得可不一样。就像人有高矮胖瘦之分，黑洞家族也可分为三类：

a/个头和质量最小的——恒星级黑洞（质量是太阳的几十倍~上百倍）；

b/身材中等的——中等质量黑洞（质量大约是太阳的几千倍~几万倍）；

c/黑洞中的巨无霸——超大质量黑洞（质量在太阳的几百万倍以上）。

恒星级黑洞太小了，以现有的技术，直接拍到它们的真容几乎不可能。

所以今天亮相的主角，是超大质量黑洞！

  初级：这次被拍到的黑洞是谁？

超大质量黑洞可以算是大BOSS，这种级别的黑洞，甚至有上百亿个太阳质量之巨！

这一次联合观测的两大候选黑洞，就是位于银河系中心的Sgr A *黑洞和银河系外的M87黑洞！

可以看到，Sgr A *离我们近，但质量小，M87虽然离得远，但质量够大！在地球上看两者大小比较接近，因此就成了拍照的首选！

M87的黑洞质量大约是太阳的64亿倍，也是宇宙中最大的黑洞之一，而科幻电影《星际穿越》中的卡冈图雅黑洞也不过是太阳质量的1亿倍！



卡冈图雅黑洞 图片来源：电影《星际穿越》

  中级：黑洞是怎么被拍到的？

为什么一个世纪以来，人类都没能拍到黑洞？

那是因为黑洞视界范围，也就是能被看到的界线非常非常小。而且黑洞自身不发光，难以直接探测。

科学家们便只能“曲线救国”，采用一些间接方式来探测黑洞，比如，观察吸积盘和喷流。

吸积盘，就是围绕黑洞旋转的气体盘，由恒星的气体组成。还有一部分气体在掉入黑洞视界面之前会形成喷流。

物质被吸入黑洞时会产生大量光和热，因此很容易被科学家探测到。

这次的“黑洞捕手”是事件视界望远镜EHT（Event Horizon Telescope）。



图片来源：网络

这个计划始于2015年，位于南极、智利、墨西哥、美国亚利桑那州、夏威夷和西班牙的8台射电望远镜，模拟出了一台地球大小的超级望远镜。

并在2017年4月EHT就已经完成了拍摄。

  高级：为什么照片要“洗”2年？

简单来说，就是需要修图——

因为与其说是拍照片，倒不如说是测了一大堆的数据，必须要做可视化处理。这个数据非常非常非常地大……

而且，地球上没有人知道这图到底对不对啊，所以科学家还得使用不同的解题思路，验证结果对不对。

这几年，多国的科研团队就是分头再做这些处理和验证的事情。



图片来源：网络

有人疑问耗费这么多时间精力去拍一张照片到底有什么用。

黑洞来自于相对论，相对论作为基础物理学理论是否准确，事实上影响着地球上一切，包括通信、能源，等等。

而且从科学上说，并没有“有用”、“无用”之分，一切未知都值得去探索。

作为广义相对论最重要的预言之一，黑洞一直是最神秘，甚至最令人神往的存在。有生之年，能有机会一睹黑洞的尊容，真的是荣幸之至。

本文专家:叶欣辰，科学节目编辑；旭岽，科学节目主持人，中国天文学会会员；施韡，上海天文馆建设指挥部展教主管，上海市天文学会副秘书长；

本文审稿:左文文，北京大学天文学博士，中科院上海天文台副研究员；

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来源：科普中国（ID：Science_China）

编辑：王蕾