关于黑洞，你想知道的都在这里了！

白天和黑夜

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来源：新华社微信

这是人类史上首张黑洞照片。新华社发（事件视界望远镜项目组 供图）

黑洞，一个无人不知却知之甚少的生僻热词，今天迎来历史性一刻——北京时间10日，一个“超巨型”质量黑洞在上海等全球多地向人类首次示现真容，以一张高清“写真”，用“眼见为实”的方式，定格了自己的真实存在，也引发了人们更多好奇。
黑洞预言流传百年来，我们是第一批“看见”黑洞的人类！


为先睹为快，新华社记者第一时间独家专访了发布会现场多位科学家，用最简单的语言解密此次里程碑式发现背后的“十万个为什么”。


——来啦，黑洞，请先来个自我介绍。

黑洞答：好，我在全球新闻发布会现场为你介绍。我活了100多亿年，人类终于给我拍了张照片。今天，我的“写真”以特刊形式发表在《天体物理学杂志通信》上，为我拍照的设备是一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜，200多位科研人员通过将地球上不同地点的8个射电望远镜组合成观测阵列，终于拍下了我的“盛世侧颜”。


——黑洞，原来过去这些年你只是“传说”？
黑洞答：没错！

解说：尽管在《星际穿越》等科幻电影中，我们曾一次次“真切”地领略黑洞的瑰丽，但那些画面都只是导演们“一厢情愿”的想象，黑洞到底长啥样没人真正见过。


约100年前，以爱因斯坦为代表的伟大科学家预言，大质量恒星在燃料耗尽、生命终结之后会向内部中心区域崩塌、集聚，最终形成黑洞。
早期，黑洞只存在于牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论的公式和方程中，因为太过“超出人类理解”，就连最早预言的人都怀疑黑洞的真实存在。“直至2015年，人类首次探测到两个黑洞合并所产生的引力波，才强有力地证明了黑洞的存在，但那仍只是间接证明。”参与此次国际合作的中科院上海天文台台长沈志强说。


所以，无图无真相，在没有眼见为实“看到”黑洞之前，它一直是“传说”。


——这位“隐士”，你到底“躲”到哪里去了？
黑洞答：如果非要给“你我”之间加上个距离，那就是5500万光年。

解说：此前，黑洞确凿地存在于科学家们无数的推测数据中，但我们始终未曾与其谋面。如今，人类终于为黑洞拍下了第一张照片。
沈志强指着这张照片说：“人类拍到的这个黑洞，位于室女座星系团中一个超大质量星系——M87的中心，距离地球5500万光年。我们所在的银河系也是‘室女座’星系团的一员。”

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4月9日，在中科院上海天文台，中方团队成员路如森研究员（右）和黄磊副研究员在讨论黑洞照片的成像原理。新华社记者 金立旺 摄


——听说你长得“大到没边”，那究竟是多大？
黑洞答：不准确！我只是很重，但我的体积很小。

解说：在多数人的想象中，黑洞之“大”超出人类对于大尺寸数量级的直观认知。但准确说，“黑洞只是质量和密度超乎想象的大，比如这次拍到的黑洞质量是太阳的65亿倍，属于超大质量黑洞，但体积却比较小，小到在其内部几乎没有空隙。”参与此次国际合作的中科院上海天文台研究员路如森说。


举个例子，“如果我们要将太阳变成黑洞，必须将太阳压缩到一个半径非常小的空间内。”沈志强说，而一旦太阳被压缩到这么小的空间内，就可以改名叫“黑洞”了，它拥有超强引力“先天基因”，可“吞噬”周围的气体、尘埃，乃至临近的恒星系和较小的黑洞。超强引力帮助黑洞以极其暴力的方式“跑马圈地”，宣誓自己的“势力范围”。


——首张黑洞“写真”拍的是你哪个“部位”？
黑洞答：我的侧颜“轮廓”。

解说：参与此次国际合作的、论文发表工作组五成员之一、中科院上海天文台副台长袁峰说：“照片中，黑色圆影的中央‘隐藏’着黑洞的真身。圆影外侧新月形的光环是黑洞周围气体发出的光，所以，准确地说，首张黑洞‘写真’拍到的是黑洞的‘轮廓’。”


——黑洞，你到底黑不黑？
黑洞答：外面黑，里面也许不黑。

黑洞像个“至暗无底洞”，即便大名鼎鼎的“最牛飞毛腿”——光也难逃“魔洞”。但已故科学家斯蒂芬·霍金推断，黑洞并不像想象的那么黑，事物可以从黑洞逃脱。
哪个是真？哪个是假？
“从照片上看，黑洞的势力范围之内的确漆黑一片，但是势力范围里面，那个质量超大、体积超小的天体到底什么颜色，照片上还看不清楚。”沈志强说。
而对于被黑洞吞噬的一切事物有没有科幻电影中畅想的“逃离通道”，路如森说：“仍不清楚，照片中没法看到，可能没有。”

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——听说物理教科书中某些理论失效了？
黑洞答：高兴得有点儿早。

2016年，有科学家在对2015年人类第一次观测到的引力波数据进行分析后表示，在黑洞周边，爱因斯坦的广义相对论可能会失效。真的吗？
黑洞首张“写真”揭晓了谜底。袁峰说，在没有拍到黑洞照片之前，科学家根据爱因斯坦广义相对论精准计算出了黑洞真身外黑色区域和新月形光环的结构。“拍到黑洞照片后，我们发现，真实情况跟我们计算的结果一模一样，可见，观测结果验证了爱因斯坦的广义相对论。”
但是，沈志强说，由于目前我们还无法“看清”黑洞的最里面，那里的运行规律是否与人类已知物理定律相悖还不得而知。
物理教科书目前再次经受住了考验，你兴奋吗？


——人类“千年等一照”，然后呢？
黑洞答：难道就不想再看看我到底是不是宇宙中最厉害的存在？

作为宇宙中第一批亲眼看见黑洞的“碳基生物”，生活在今日地球上的人类已然可以“无悔”，但好奇心不止的人类依然在努力。
“首次拍到黑洞真容只是迈出了人类认知黑洞的历史性一步，接下来我们将进一步增加观测望远镜的数量、分辨率，甚至不排除在外太空‘组建’更高清晰度望远镜的可能性。”袁峰说。


“我们希望用更短的时间拍出细节更丰富、角度更多样的黑洞照片，也希望有朝一日能在宇宙中开展系统的‘黑洞普查’。”沈志强说，这将有助于进一步验证爱因斯坦广义相对论等人类基础科学理论，也有助于人类弄懂黑洞到底是怎样的存在，星系中心壮观的喷流是如何产生的，宇宙究竟有多大、如何形成又如何演化。


“我是谁、我从哪里来、要到哪里去”，黑洞，人类“终极三问”的答案都在你那吗？
我们好期待！



来源：新华社微信