史上首张黑洞照片公布
你对黑洞了解多少？
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北京时间昨日晚21点整，一支汇集全球天 学家的宇宙观测团队召开全球新闻发布会 ，公布首张黑洞照片。
什么是黑洞？黑洞是怎样形成的？连光子都无法逃离的黑洞，科学家是如何让它现形的？下面就跟着小编一起了解黑洞的“秘密”吧~
黑洞是什么？
● 是某个时空区域，由于引力非常强，以至于速度最快的光子都没有办法逃离；
● 它是被爱因斯坦所提出的方程的一种解的形式所预言存在的；
● 它完全不发射和反射任何电磁波，肉眼和仪器都无法直接观测到。
【特别提醒】
任何质量的物体都对应有一个临界半径，物体如果被压缩成球体，其半径小于这个临界半径后就会发生重力坍缩。
让地球变成一个黑洞
——把地球缩小到10亿倍——压到18毫米
——相当于一分钱的直径大小
↓
让太阳变成一个黑洞
——把太阳缩小到十万倍——压到6千米大小
↓
这意味着，其实你也可以被压成黑洞
前提是有办法把你压缩到很小很小。
黑洞还有种类？
根据质量，宇宙中的黑洞被分为3类。
1、恒星级质量黑洞
（质量从几倍到几百倍太阳质量）
2、超大质量黑洞
（质量大于几百万倍太阳质量）
3、中等质量黑洞
（质量介于前两者之间）
①恒星级质量黑洞的并合或恒星级质量黑洞通过吞噬气体成长而形成；
②宇宙大爆炸过程中形成的原初黑洞；
③经星团历练后的大质量恒星塌缩而成。
黑洞如何“被看见”？
方法一 “柴郡猫的笑容”
● 远方天体发出的光线在黑洞附近会被弯曲，黑洞扮演了引力透镜的角色。
● 很多来自遥远背景星系的光线在途经前方星系或者黑洞产生的引力场时，发生了扭曲而形成“弧形”，甚至可以变成圆环形状。
方法二 “星星绕着谁跳舞”
● 一些天体系统，2颗恒星因彼此间的引力吸引做互绕运动。而在某些这类双星系统中只能看到一颗恒星，它绕着某个不可见的伴星做轨道运动。
● 在绝大多数星系的中心都存在着一个超大质量黑洞。正如地球绕着太阳转，星系中的恒星也都围绕着这个超级黑洞旋转。
方法三 “一贪痴就露馅”
情形一
● 黑洞吞噬恒星等物质时，这些物质会被黑洞的巨大引力撕扯成气体；
● 这些气体在黑洞视界外围形成一个旋转的气体吸积盘；
● 吸积盘中气体高速旋转，气体之间的摩擦会产生大量的热并发出强烈的X射线；
● 通过捕捉宇宙中的X射线，可以推断黑洞的存在。
情形二
● 有的黑洞处于双星系统，另一个天体是正常恒星；
● 正常恒星的物质进入黑洞周围的吸积盘中，吸积气体的量过多时会沿着黑洞的两个转轴将多余的气体抛射出去，产生喷流；
● 吸积盘和喷流都能产生电磁辐射，科学家利用地面或太空的望远镜就可以探测到黑洞的存在。中国发射的“慧眼”太空望远镜就是利用这个方法观测黑洞的。
方法四 “看不见还可以听”
● 2015年人类首次探测到引力波。引力波就像时空中的涟漪，两个黑洞组成的天体系统不会产生能够被探测到的电磁波辐射。
● 引力波是目前研究双恒星级质量黑洞的唯一手段。
给黑洞拍照时在拍些什么？
事件视界
一旦形成黑洞，就会在其周围形成一个界面，这个界面被称作“事件视界”。
● 它像一堵无形的墙将内部被高度扭曲的时空和外界时空隔开；
● 该界面以内的物质都无法逃离，即使光也不例外，之后其本身将继续收缩成密度无限大的奇点；
● 本次给黑洞拍照的“事件视界望远镜”系统，它实际上尝试观测的就是黑洞的“事件视界”。
“事件视界望远镜”项目
来自全球30多个研究所的科学家们，利用分布于全球不同地区的8个射电望远镜阵列组成一个虚拟望远镜 络，人类第一次看到黑洞的视界面。
这个虚拟的望远镜 络被称为“事件视界望远镜”，其有效口径尺寸将达到地球直径大小。
黑洞的“暗影”
● 如果黑洞后面有一个类似于吸积盘的平面光源，平面光源发出的光子，会受到黑洞的强引力场的影响。天空平面（与视线方向垂直的面）会被一个名为黑洞“视边界”的圆环一分为二。
●从视觉上，我们就会看到在视边界内侧的亮度明显更弱，相比之下，看起来就像一个圆形的阴影，外面包围着一个明亮的光环。故此得名黑洞的“暗影”。
拍摄哪些黑洞暗影？
①银河系中心的黑洞人马座A*
人马座A*是从地球上望去最大的黑洞，对应的视界面约为2400 万公里，相当于17个太阳的大小。但它与地球相距24 亿亿公里，它的视界面在我们看来只有针尖那么小，就像站在地球上去观看一枚放在月球表面的橙子。
②星系M87的中心黑洞
M87中心黑洞的质量达到了60亿个太阳质量，尽管与地球的距离更远，但因质量庞大，所以它的视界面对可能跟人马座A*大小差不多，甚至还要稍微大一点儿。
为什么拍摄黑洞？
验证广义相对论
广义相对论预言了黑洞“暗影”的存在、尺寸和形状。如果观测结果与预言相符，那就验证了广义相对论；如果有所不一样，则说明有一些新的方面需要改进。
理解黑洞是如何“吃东西”的
黑洞的“暗影”区域非常靠近黑洞吞噬物质形成的吸积盘的极内部区域，这里的信息尤为关键，综合之前观测获得的吸积盘更外侧的信息，就能更好地重构黑洞吃东西的物理过程。
理解喷流的产生和方向
某些朝向黑洞下落的物质在被吞噬之前，会由于磁场的作用，沿着黑洞的转动方向被喷出去。以前收集的信息多是更大尺度上的，却没法知道在靠近喷流产生的源头处发生了什么，现在对黑洞暗影的拍摄，就能助科学家一臂之力。
黑洞的“真容”被捕获
验证了爱因斯坦广义相对论
在极端条件下依然成立
对未知的探索与求知欲
是人类最高贵的品质吧
……
···THE END···
科学大院、科普中国
中国科普博览、新华
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