黑是有多黑，洞是什麼洞？一睹黑洞“真容”前，先來了解這些

　　咔嚓！這裏有一張來自全球30多個研究所的科學家們用8個望遠鏡（陣）合力拍攝的黑洞照片正在“沖洗”中......

　　2019年4月10日中部標準時間15:00（北京時間 4月10日21點整），全球六地（比利時布魯塞爾、智利聖地亞哥、中國上海和臺北、日本東京和美國華盛頓）將以英語、西班牙語、漢語和日語四種語言，通過協調召開全球新聞發佈會，事件視界望遠鏡（EHT）將宣佈一項與超大質量黑洞照片有關的重大成果 ——人類首張黑洞照片即將在全球六地同步發佈，一直“活在傳說中”的黑洞終於要露真容了！

　　黑洞的藝術家想象圖（圖片來源：中國科學院上海天文臺）

　　大多數人“親眼”看到黑洞形象，可能是2015年在電影院裏：電影《星際穿越》中，主人公庫伯曾經通過被黑洞改變的時空維度實現了與女兒的對話，最後還穿越時空從未來走了回來。

　　熒幕上的黑洞“卡岡圖雅” —— 深不見底的黑色中心與明亮立體的氣體圓環。相對論物理學家基普·索恩爲影片設計的黑洞形象，和想象中的相差無幾。

　　電影星際穿越當中的黑洞，周圍的亮環是由氣體構成的吸積盤（圖片來源：電影《星際穿越》）

　　而如今，人類終於要爲黑洞拍下第一張真正的照片了。

　　這個在時間和空間中形成的“洞”，不斷吞噬周圍物質，增加自己的質量；它是光子的“牢籠”；它貪得無厭，永不停息地吞噬着周圍的一切……這是世人繪製的黑洞的經典形象 ——霸蠻又貪吃。

　　但真是如此嗎？

　　在今晚的答案正式揭曉前，在各位搬好小板凳坐等“吃瓜”的同時，不妨提前快速預習一下與這項黑洞研究有關的背景資料吧。

　　先通過一個小視頻來簡單瞭解一下黑洞，戳

　　【科普小“瓜”奉上】

　　☆ 黑洞，是什麼？

　　理論上，黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言存在的一種天體。它具有的超強引力使得光也無法逃脫它的勢力範圍，該勢力範圍稱作黑洞的半徑或稱作“事件視界”（event horizon）。

　　這個預測在1916年被提出來，不過，直到1967年，普林斯頓大學核物理學家約翰·惠勒纔在一場講座裏首次使用了“黑洞”（black hole）這個詞彙，並迅速流傳開來。

　　根據質量，天文學家們將宇宙中的黑洞分成三類：

　　恆星級質量黑洞（幾十倍～上百倍太陽質量）

　　超大質量黑洞（幾百萬倍太陽質量以上）

　　中等質量黑洞（介於兩者之間）

　　緻密天體根據質量的分類 (圖片來源：NASA)

　　☆ 真的有黑洞嗎？

　　黑洞這個名字，乍一聽，就是個“黑的洞”。那是不是表明沒法看見？如果沒法看見，那怎麼就知道它存在呢？在這次拍照前，天文學家們曾通過各種間接證據來表明黑洞的存在，主要有三類代表性證據：

　　第一，恆星、氣體的運動透露了黑洞的蹤跡。黑洞有強引力，對周圍的恆星、氣體會產生影響，於是我們可以通過觀測這種影響來確認黑洞的存在。

　　第二，根據黑洞吸積物質（吃東西）發出的光來判斷黑洞的存在。

　　第三，通過看到黑洞成長的過程“看”見黑洞。

　　還有很多類似的證據，無不說明了黑洞真實存在。但這些都是間接的，我們想要的是更直接“看”到黑洞！於是科學家們通過拍攝的方式，真正確認，黑洞是確實存在的。

　　恆星級黑洞系統示意圖

　　☆ 既然看不見，怎麼拍黑洞的照片？

　　雖然科學家們看不到黑洞的本體，但可以一直追溯到光子消失的“視界”，這是我們能“看到”的極限。

　　首先，黑洞自身是不發光的，我們看到的發光實際都來自於事件視界外面的物質，並不來自於黑洞本身，但黑洞的存在會在照片上留下“陰影”。比如黑洞在吃掉周圍的恆星時，會將恆星的氣體撕扯到身邊，形成一個旋轉的吸積盤。黑洞有時候也會“打嗝”，一部分吸積氣體會沿轉動方向被拋射出去，形成噴流。吸積盤和噴流都會因氣體摩擦而產生明亮的光線，以及其他頻段的輻射。通過觀測這些輻射的影像，我們可以獲得黑洞事件視界的剪影。

　　用通俗的話說就是：雖然看不到你人，但我可以通過看你的影子來判斷你長啥樣。