重磅！“人類(lèi)首張黑洞照片”面世啦 還不知道黑洞是什么？趕緊來(lái)看看吧

4月10日晚，幾乎所有人都在討論“人類(lèi)首張黑洞照片”。

北京時(shí)間21:00，比利時(shí)布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國(guó)上海和臺(tái)北、日本東京以及美國(guó)華盛頓，全球六地同時(shí)發(fā)布“人類(lèi)首張黑洞照片”，其重要程度不言而喻。事實(shí)上，這極有可能是今年最重大的發(fā)明之一。

早在1915年，愛(ài)因斯坦發(fā)表廣義相對(duì)論，最先預(yù)言了黑洞的存在。

然而，100多年后的今天，2019年4月10日，人類(lèi)有望第一次“親眼目睹”黑洞真容。

這就是人類(lèi)首張黑洞的照片：

這張照片是一張來(lái)自M87星系的黑洞的照片。

幾個(gè)世紀(jì)前，人們就察覺(jué)到了黑洞的存在。

直到今天，人類(lèi)才首次拍攝到了黑洞的照片，對(duì)于黑洞的探索，人類(lèi)從未停止努力。

但關(guān)于黑洞的一系列最基本的問(wèn)題，許多吃瓜群眾卻仍然是一知半解。

黑洞到底是什么？

在短短一分多鐘的視頻中，茍利軍回答了一系列關(guān)于黑洞的問(wèn)題，解答了無(wú)數(shù)網(wǎng)友們的疑惑。

其中，最致命也是網(wǎng)友們最關(guān)心的問(wèn)題便是：“黑洞到底是什么？”

“黑洞”（black hole）一詞在1968年才由美國(guó)天體物理學(xué)家約翰·惠勒提出來(lái)，但早在1783年，英國(guó)地理學(xué)家約翰·米歇爾（John Michell）便已經(jīng)意識(shí)到：一個(gè)致密天體的密度可以大到連光都無(wú)法逃逸。這也是普通人在今天對(duì)于黑洞的最基本認(rèn)識(shí)：吸入所有一切，連光都逃不出來(lái)。

茍利軍給出了簡(jiǎn)明扼要又十分清晰的回答：

“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，黑洞就是一個(gè)黑色，連光都逃脫不出來(lái)的球體。”

更為詳細(xì)的定義：黑洞是一種質(zhì)量極大的天體，具有非常強(qiáng)的引力，在它周?chē)囊欢▍^(qū)域內(nèi)，連光也無(wú)法逃逸出去，這個(gè)邊界稱(chēng)為“事件視界”。
 

黑洞自身是不發(fā)光的

我們看到的發(fā)光實(shí)際都

來(lái)自于事件視界外面的物質(zhì)

該黑洞位于室女座一個(gè)巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬(wàn)光年，質(zhì)量約為太陽(yáng)的65億倍。

它的核心區(qū)域存在一個(gè)陰影，周?chē)h(huán)繞一個(gè)新月?tīng)罟猸h(huán)。愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論被證明在極端條件下仍然成立。

“黑洞的大小完全取決于它的質(zhì)量。”

“一般情況下，我們用一個(gè)史瓦西半徑來(lái)描述。”

（史瓦西半徑是任何具有質(zhì)量的物質(zhì)都存在的一個(gè)臨界半徑特征值。天文學(xué)家、物理學(xué)家卡爾·史瓦西首次發(fā)現(xiàn)了史瓦西半徑的存在，這個(gè)半徑是一個(gè)球狀對(duì)稱(chēng)、不自轉(zhuǎn)的物體的重力場(chǎng)的精確解。）

1個(gè)太陽(yáng)的史瓦西半徑是3公里，那么直徑則為6公里。

100萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，就是100萬(wàn)再乘以6公里，所以是600萬(wàn)公里。

而更為直接的問(wèn)題，則是“拍到黑洞照片意味著什么？”

“這張照片，第一次直接的幫助我們確認(rèn)了黑洞的存在。”

在此之前，雖然人類(lèi)通過(guò)各種方法間接的確認(rèn)了黑洞的存在，但都不是最直接的方式。

這張照片，則妥妥的證明了：黑洞確確實(shí)實(shí)是存在的

而被問(wèn)到“為什么這次沖洗照片這么久？”時(shí)，茍利軍給出了兩個(gè)方面的回答，一方面是因?yàn)閿?shù)據(jù)量非常大，涉及到了全球八個(gè)不同地方的望遠(yuǎn)鏡；

另一個(gè)則是因?yàn)椋?strong>在數(shù)據(jù)處理的過(guò)程當(dāng)中，有很多技術(shù)上的難點(diǎn)，導(dǎo)致處理的時(shí)間非常長(zhǎng)。

“這個(gè)發(fā)現(xiàn)將對(duì)人類(lèi)帶來(lái)什么樣的影響？”

“如果我們能通過(guò)照片看到黑洞周?chē)臓顩r，有助于幫我們解決最基礎(chǔ)的一些問(wèn)題。”

茍利軍的幾句回答，簡(jiǎn)單粗暴的給吃瓜群眾們普及了常識(shí)，讓人忍不住想喊一句：

黑洞是如何拍到的？

在上海，人類(lèi)首張黑洞照片以及這一項(xiàng)重大成果，由“事件視界望遠(yuǎn)鏡”EHT項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院共同發(fā)布。

“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目由全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的科研人員組成，他們利用分布在世界各地的射電望遠(yuǎn)鏡，組成一臺(tái)巨大的虛擬望遠(yuǎn)鏡，其口徑相當(dāng)于地球直徑。

該項(xiàng)目此前宣布，用這一虛擬望遠(yuǎn)鏡“拍照”的重點(diǎn)對(duì)象是兩個(gè)黑洞，一個(gè)是位于銀河系中心的“人馬座A*”，另一個(gè)位于代號(hào)為M87的超巨橢圓星系中心。

理論上，黑洞是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)言存在的一種天體，它具有的超強(qiáng)引力使得光也無(wú)法逃脫它的勢(shì)力范圍，該勢(shì)力范圍稱(chēng)作黑洞的半徑或稱(chēng)作事件視界。

此前，天文學(xué)家都是通過(guò)各種間接的證據(jù)來(lái)表明黑洞的存在，而EHT項(xiàng)目則是通過(guò)這個(gè)擁有地球直徑的“虛擬望遠(yuǎn)鏡”直接觀測(cè)到了黑洞邊緣的圖像。

專(zhuān)家強(qiáng)調(diào)：人類(lèi)首張黑洞照片的問(wèn)世，將對(duì)研究黑洞具有重要意義。

在人類(lèi)首張黑洞照片拍攝計(jì)劃之初，茍利軍和其他研究者合作寫(xiě)過(guò)一篇文章。

文中曾提到：

無(wú)論我們最終得到的黑洞圖像是什么樣子——像電影畫(huà)面一般壯觀恢弘，或者只有幾個(gè)模糊的像素點(diǎn)——視界面望遠(yuǎn)鏡都意義非凡，這是我們?cè)诤诙从^測(cè)史上邁出的重要一步。

觀測(cè)結(jié)果不僅僅是一張照片那么簡(jiǎn)單，它一方面呼應(yīng)著愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，一方面也將幫助我們回答星系中的壯觀噴流是如何產(chǎn)生并影響星系演化的。

我們將成為有史以來(lái)第一批“看見(jiàn)”黑洞的人類(lèi)，真是好運(yùn)氣！

如今照片就在我們眼前，黑洞的神秘面紗已被掀開(kāi)。

作為人類(lèi)歷史上首批看到黑洞真正面貌的人，我們感到無(wú)比驕傲！

人類(lèi)探索黑洞的歷程

人類(lèi)歷史上，對(duì)黑洞的探索已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)幾百年之久。

兩個(gè)世紀(jì)以前，英法兩國(guó)的科學(xué)家就曾提出：

一個(gè)質(zhì)量足夠大但體積足夠小的恒星會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的引力，以致連光線都不能從其表面逃走，因此這顆星是完全“黑”的。

但這一研究，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有得到重視。

一個(gè)世紀(jì)之后，1915年，愛(ài)因斯坦發(fā)表廣義相對(duì)論。

次年，德國(guó)天文學(xué)家卡爾·史瓦西（Karl Schwarzschild）通過(guò)計(jì)算得到了愛(ài)因斯坦引力場(chǎng)方程的一個(gè)真空解。這個(gè)解表明：

如果將大量物質(zhì)集中于空間一點(diǎn)，其周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象，即在質(zhì)點(diǎn)周?chē)嬖谝粋€(gè)界面——“視界”一旦進(jìn)入這個(gè)界面，即使光也無(wú)法逃脫。

這種“不可思議的天體”被美國(guó)物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒（John Archibald Wheeler）命名為“黑洞”。