北京时间今天（4月10日）晚上21:00，人类历史上首张黑洞照片面世！全球六地同时召开新闻发布会（比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京以及美国华盛顿），同步发布！这有可能是今年最重要的科学发现之一。

　　先来欣赏一下这张照片：

　　该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。

　　在上海，事件视界望远镜（EHT）项目和中国科学院发布了这一重大成果。

　　上海发布会现场

　　欧洲发布会现场

　　什么是黑洞

　　1915年，爱因斯坦提出广义相对论，给出了后世皆知的爱因斯坦场方程。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，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——事件视界面，一旦进入界面，即使光也无法逃脱。美国物理学家约翰·惠勒将之形象地称为“黑洞”。

　　自史瓦西得到黑洞的第一个解之后，许多物理学家也开始投身到对这种“不可思议的天体”的研究中。20世纪30年代，美国的“原子弹之父”奥本海默研究发现，恒星在一定环境下可以坍缩形成黑洞，这种观点在近几十年的数值计算中得到了证实。

　　图片来源：NASA/Goddard Space Flight Center

　　随着天文观测技术的发展，对于天体的研究显然不会仅仅停留在计算的层面。但问题是，黑洞不同于其他天体，它既然连光都能吞噬，人类又怎能在茫茫宇宙中发现黑洞呢？

　　“科学家可通过测量黑洞对周围天体的作用和影响，如吸积盘、喷流现象等，间接观测或推测黑洞的存在。”苟利军表示，物质在被吞噬时，会沿螺旋状轨道靠近并落入中心的黑洞，从而在黑洞周围形成圆盘状的吸积盘。在黑洞的引力下，吸积盘内物质落入黑洞的速度极快，物质之间的摩擦使它被加热至数十亿度的高温，从而发出辐射。

　　根据爱因斯坦的定律，当时人们还只能得到黑洞的几个性质，而“黑洞”名字也还没有，它们被称为“史瓦西奇点”。不过，人们已经明白，落入黑洞的任何事物不可能再逃出来，也不可能发出光或其他东西。

　　与爱因斯坦的观点相反，2015年霍金对黑洞信息提出新的解释，指出黑洞并不是只进不出，而是有出口的，就算不小心掉进去，也是可以出去的。霍金认为黑洞无法吞噬和消灭物理信息，而且霍金认为黑洞可能会通往另一个宇宙，如果掉入黑洞，我们会永远的在本宇宙消失，但会毫发无损地出现在另一个宇宙。

　　什么是“事件视界望远镜”

　　人类根本看不到黑洞，那又是怎么知道黑洞是真实存在的呢？

　　鉴于黑洞自身不发光，还会“吞噬”光，很难直接探测，科学家们只能采用一些间接方式来探测黑洞——比如观察吸积盘和喷流。

　　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

　　1978年，法国天文学家卢米涅给出了黑洞事件视界的第一幅图像。但这不是一张真正的照片，而是他利用自己的数学知识和相关技术以及60年代的一台IBM 7040穿孔卡片计算机对黑洞景象进行的电脑模拟。

　　利用电脑模拟产生的数据，卢米涅用钢笔和印度墨水在底片上描绘黑洞，整个过程就像是一台人体打印机。这幅模糊的图像展示了观察者靠得足够近时看到的一个扁平盘内物质坠入黑洞的景象。

　　2017年4月5日，由位于南极、智利、墨西哥、美国夏威夷、美国亚利桑那州、西班牙的8台亚毫米射电望远镜同时对黑洞展开观测，利用甚长基线干涉测量技术(VLBI)将这8台望远镜构建成一个口径等同于地球直径的超级“虚拟”望远镜——事件视界望远镜（EHT）。

　　位于智利的阿塔卡马大型毫米波阵(ALMA)望远镜(图片来源：ALMA官方网站)

　　此前，该项目宣布，用这一虚拟望远镜“拍照”的重点对象是两个黑洞，一个是位于银河系中心的“人马座α”，另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。

　　据介绍，黑洞照片的“冲洗”用了约两年时间。

　　编辑 | 孙志成

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