人類拍攝的第一張黑洞照片振奮面世。

　　周圍一圈亮橙色的模糊光環，映襯着一片黯淡的黑洞。

　　其實早在電影畫面中，就透露出人類嘗試一窺黑洞真容的幻想。

　　在這張歷史性的照片出來之前，人們就繪出了不少具有個人想象特色的黑洞作品。

　　其中最熟悉的一副圖像，莫過於電影《星際穿越》中的黑洞形象。

　　最新拍攝的M87星系中心超大質量黑洞（上）與《星際穿越》中的黑洞（下）

　　無論是通過事件視界望遠鏡拍攝，經過“沖洗”兩年才面世的真容，還是電影中的科幻構想，都有一個共同點。

　　黑洞吞噬了一切光源輻射，本身並不能反射光線。

　　而周圍卻形成一個強大的引力場，作爲人類觀測的“事件視界”，也就是黑洞的邊界。

　　於是依靠附近一圈光亮，人們實現了“看見”黑洞的跨時代成就。

　　電影畫面中呈現的黑洞邊界

　　黑色本是無法觀測，人類卻通過光亮的襯托，實現了對黑暗的洞悉。

　　這發亮的引力場是一個吸積盤，映襯着其中的黑洞則是人類兩百年來的嚮往。

　　實際上人類爲了探索黑洞，早已耗費許多時間與精力。

　　自從18世紀末，英國科學家約翰·米歇爾首次提出宇宙中可能存在引力強大的“暗星”。

　　人類從未停下對其追逐探索的步伐。

　　約翰·米歇爾

　　直到2015年，人類才攀上了黑洞研究的一個高峯。

　　這一年，美國理論物理學家基普·索恩開創了引力波探測的新紀元。

　　索恩記錄到在13億光年之外的地方，有兩個黑洞發生了劇烈的碰撞。

　　這次碰撞產生了可以被檢測的特徵信號，形成引力波。

　　這股引力波恰好被索恩等人搭建的引力波觀測平臺記錄了下來。

　　照此思路，通過探測引力波的存在並進行詳細分析，或許可以發現其他黑洞的具體位置。

　　基普·索恩

　　這可謂人類朝着宇宙黑洞邁出的一大步。

　　2017年，基普·索恩憑藉對引力波探測平臺的開創性壯舉獲得了諾貝爾物理學獎。

　　索恩對於黑洞的探索逐步邁進，同時他也轉向將黑洞概念傳播給普羅大衆的科普工作。

　　2014年《星際穿越》中給人留下深刻印象的黑洞形象，就是根據索恩的構想創造的。

　　當時電影中的黑洞未必與真實一致，卻爲人們揭開了黑洞的神祕面紗。

　　電影片段

　　在浩瀚宇宙當中，神祕的黑洞早已是人類太空事業上一項懸而未決的偉大議題。

　　強烈的好奇指引着人類不斷推進探索進程。

　　而基普·索恩就是這趟探索征程上一位強有力的助推者。

　　他爲人類給出了一份黑洞可視化的實現方案。

　　他用實際研究告訴人們，神祕而遙遠的黑洞是可以被人類看見的。

　　追溯起來，基普·索恩的人生就在不斷與黑洞締結下密不可分的糾纏。

　　他在一個以學術爲中心的家庭環境中長大。

　　父親是土壤化學家，母親是經濟學家。

　　他的四個兄弟姐妹中還有兩個也成爲了教授。

　　而索恩則早就對天體物理學領域展露出的天賦和濃厚的興趣。

　　年輕時的索恩

　　年僅8歲，他就製作出一個比較合理的太陽系模型。

　　而此前他只是參加了關於太陽系的講座。

　　隨後他便和母親一起完成一些計算工作，開始製造模型。

　　這股對科學的熱忱一直支撐着索恩拿到加州理工學院的學士學位和普林斯頓大學的博士學位。

　　在博士學位就讀過程中，他的指導教授就是約翰·惠勒。

　　惠勒可謂是帶領人類看向黑洞的第一人。

　　1967年，他在一項會議中首次將“黑洞”一詞作爲科學術語提出。

　　充滿着黑暗與神祕的太空力量吸入一切光電輻射，也吸引着遙遠的地球人。

　　約翰·惠勒

　　在浩瀚的宇宙中，存在着無數顆歷史悠久的恆星。

　　歷經宇宙耗竭或災難，它們也就成了黑洞的候選者。

　　當恆星的生命週期走到了命懸一線的盡頭，將面臨星球內引力坍塌的局面。

　　整個星球的重力消散而去，最終消隕成一個具有恆星質量的黑洞。

　　黑洞運動想象圖

　　形成黑洞後，它繼續從周邊環境吸收着能量，並與其他黑洞合併。

　　而落在黑洞上的物質，則形成一個具有極高熱量的外部吸積盤。

　　由於受熱和可見光的輻射，吸積盤發出光亮，形成識別黑洞的輔助工具。

　　這股輻射光亮就成了人類觀測宇宙黑洞的最大希望。

　　電影截圖

　　早在18世紀，就有科學家考慮到宇宙中可能存在黑洞。

　　但在此之前，人們還用着“重力完全坍塌的星球”來形容這個宇宙現象。

　　人類對於黑洞只有一個模糊的概念幻想。

　　甚至連黑洞是否存在，都還是個充滿爭議的議題。

　　在惠勒的指導下，索恩也深受黑洞理念的影響。

　　在此基礎上，他開始嘗試計算黑洞形成最初和最後之間，到底有多少物質被吸進了黑洞。

　　這個數值又可以推算出黑洞的熵值，也就是量度黑洞的混亂程度。

　　通過一系列的研究，他首先提出一個經歷了內爆的物質會坍塌成具有事件視界的黑洞。

　　這就是著名的黑洞環猜想理論。

　　在後來的《星際穿越》拍攝中，索恩把這一科學理念用於指導，構造出一個既美妙又接近現實的黑洞形象。

　　爲電影進行詳盡計算

　　同期，斯蒂芬·霍金也同樣致力於研究宇宙與黑洞的奧祕。

　　他提出許多前瞻性的黑洞理論，逐漸塑造了人類的宇宙觀。

　　而一些深刻的理論引人深思，直到現在還沒能得到證實。

　　霍金和索恩兩人無論是事業還是生活中都一拍即合，成爲了好朋友。

　　他們還經常就黑洞的問題半開玩笑半認真地打起各種奇怪的賭注。

　　霍金與索恩同框

　　1972年，美國天文學家用X射線探測器發現在天鵝座上有一個強X射線源。

　　射線源輻射強度之大讓人聯想起早前的黑洞猜想。

　　這個射線源被命名爲天鵝座X-1，這極有可能就是一個黑洞。

　　它當即成爲人類發現的第一個黑洞候選體。

　　但當時還沒有方法能爲它驗明正身，在科學界已經引發了不小的爭論。

　　其中，霍金還爲此和索恩打了一個賭。

　　天鵝座X-1強輻射源

　　霍金愛好打賭的事實在科學界幾乎人盡皆知。

　　他和索恩更常常是一對賭局老對頭了。

　　這一次，他們就關於天鵝座X-1究竟是不是真的黑洞打起了賭。

　　索恩認爲天鵝座X-1就是一個黑洞，而霍金認爲不是。

　　被豪擲賭桌的賭注，是一年的成人雜誌《閣樓》。

　　《閣樓》雜誌封面局部

　　時隔20年，纔有充足的觀測數據證明天鵝座X-1的確是一個黑洞。

　　索恩贏得了賭局，也獲得霍金爲他奉上訂閱一年的成人雜誌。

　　而霍金雖然輸了這場賭局，人類卻因此距離揭開黑洞神祕面紗又近了一步。

　　常賭輸的霍金站在人類發展的正面，卻把賭局立場放在對立面。

　　這樣一來，賭輸的是霍金一人，賭贏的是全人類。

　　霍金似乎無論如何都不算輸，但索恩固然是最大的贏家。

　　索恩對於黑洞的研究孜孜不倦，除此之外，他還不止囿於黑洞。

　　他在1988年發表了一篇引起廣泛轟動的論文。

　　論文中提出，人類或許可以利用蟲洞進行時空穿梭。

　　這一理念的提出徹底開拓了人類對於宇宙的認知。

　　索恩把當前研究與想象結合，打通了一道“時空隧道”。

　　蟲洞是早已經提出的一種類似黑洞的宇宙現象。

　　不同的是，蟲洞具有兩個出口。

　　經由一個口進入，再從另一個口出去，就完成一次時空穿梭。

　　相當於一個穿孔的蘋果，要從一個開孔處走到另一個開孔處有兩種方法。

　　一種是繞蘋果外圍走過去，路程較遠，耗時較多；另一種是直接從洞口穿過去，顯然更快捷。

　　蟲洞就是採用了一種節省時間的方式，也就變相偷走了時間，完成穿越。

　　蟲洞構想圖

　　索恩認爲，宇宙中或許就存在許多這樣的穿孔蘋果。

　　通過穿行蟲洞，也就實現了時空穿梭。

　　但在目前的科研中尚未在宇宙中找尋到蟲洞的跡象。

　　這與早期黑洞的迷茫局面頗有相似之處。

　　2009年，他辭去加州理工學院的教授職位。

　　但即便如此，他的科研並沒有停下。

　　他反而開始投身入藝術領域，將科學與藝術結合，開發出優質的科普作品。

　　《星際穿越》就是其中一部著作。

　　索恩把自己對於黑洞與蟲洞的研究應用於作品，構想出儘可能接近現實的科幻實體。

　　電影中的蟲洞

　　2019年4月10日，人類用事件視界望遠鏡奉上第一張黑洞照片。

　　從猜想到證實存在，再到人類親眼目睹，一步步的歷程都是無數科研工作者的偉大接力與創造。

　　而索恩關於利用蟲洞穿梭時空的構想，終有一天是否也會呈現在人們眼前？

　　*參考資料

　　Kip Stephen Thorne. Wipedia.

　　Kip S. Thorne. Famous Scientists.

　　Marcia Wendorf. The "Interstellar" Contributions of KipThorne[J]. Interesting Engineering, 2019.03.27.

　　專訪基普·索恩 | 蟲洞、時間旅行和其他[J]. Newton-科學世界, 2014.11.18.

　　諾獎獲得者基普·索恩：引力波是探索宇宙的理想工具[J]. 網易科技, 2018.11.04.

　　Gautham Shenoy. Gravity’s Poet: Kip Thorne continues to help usexplore the warped side of our universe[J]. Factor Daily, 2018.01.13.