早在18世纪80年代，皮埃尔·西蒙·拉普拉斯和约翰·米歇尔首次提出存在有巨大引力场的“暗星”时，极少人相信他们的假说。人们怎么可能相信存在一开始就看不见的事物？

既然我们如此多的科学研究、实验、分析甚至最基础的感知都是基于我们可以看见事物的能力，那么探究黑洞和超大质量黑洞转化的天文学家们是如何探测到这些不可见实体的呢？

什么是黑洞？

图片说明：超大质量黑洞的渲染图

黑洞是有着强引力场的时空区域。任何物体，即使是光，都无法从黑洞中逃逸。我们可以通过这篇文章中详细地了解黑洞：什么是黑洞，它们有多常见？

黑洞，顾名思义，“黑色”的洞，存在于茫茫黑暗的太空，因此变得不可见。那么，我们如何才能确定黑洞在太空中的确切位置？

相邻物体的行为

假设你知道房间里有个隐形人，并且你没有任何类似于蜘蛛侠拥有的工具可以使用，那么要确定他在房间里的位置，你的最佳方法是什么？你会寻找房间内所有物品移动的迹象。比如门吱吱作响、窗帘抽动、纸张翻动或玻璃破碎（如果这个隐形人很笨手笨脚）。

天文学家们使用了同样的但更先进的方法——他们观察并测量这些不可见实体周围的恒星、尘埃团以及气体的不寻常或无法解释的运动，来预测黑洞的位置。

图片：这是来自NASA的一张照片，描绘了黑洞如何吞没附近的恒星从而揭示了它的位置。

如果一个很大的恒星或一团气体或尘埃表现出受某个十分密集且质量很重的物体影响（至少比太阳的质量重三倍），可以推测这种运动是由黑洞造成。然后通过测量它对任何相邻物体的影响，例如其大小和质量，来确定特定黑洞的特征。

图片说明：仙女座活跃的中心，仙女星系中，一个年轻的蓝色盘状恒星围绕着一个超大质量黑洞。

（图片来源：NASA/WJ百科）

辐射

由于黑洞有如此大的质量及强引力场，其附近的恒星或其他物体有时坠入并集中于黑洞周围的圆盘中。这些物体快速绕盘旋转迅速加热至几百度，最终加热至极高的温度并发射X射线。而这些射线可以通过地球上的X射线望远镜探测到。

钱德拉X射线望远镜就是一个这样的轨道X射线望远镜。它帮助我们探测到许多黑洞，并且让我们深入了解了它们的结构特征。

图片说明：钱德拉望远镜的最新发现（来源：science.nasa.gov/astrophysics）

引力透镜效应

在爱因斯坦广义相对论的众多理论中，天文学家选择其中认为引力可以弯曲空间的理论作为理论依据。即，如果星团或星系经过黑洞附近，物质发生重新分布，这导致光向观测者（地球的望远镜）传播时发生弯曲。这个现象称作引力透镜，在探测太空黑洞方面起着至关重要的作用。

图片说明：黑洞引力透镜-黑洞通过引力透镜扭曲背景中的星系图像。

（图片来源：WJ百科）

总的来说，黑洞本身不可见，但黑洞对附近物体的影响帮助我们在茫茫黑暗的太空中确定黑洞的位置。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. sciabc

钱德拉X射线天文台/NASA

WJ百科

Science.NASA

COOL COSMOS/加州理工学院

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