如果讓你列舉出幾個最熟悉的科學家，估計愛因斯坦絕對是脫口而出的第一位；如果再讓你說出幾個最熟悉最感興趣的科學術語，想必“黑洞”一詞的出場率絕對是在前三。

　　實際上，黑洞這一宇宙天體，最早就是從廣義相對論的框架中誕生的，也就是說它是被理論預言出的天體，而當時人們對黑洞是否真實存在還有很大爭議，比如愛因斯坦本人，他最早是不承認這種怪異天體的。

　　人類首張黑洞照片

　　但就在2019年4月10號，晚上9點，人類歷史上首張直接拍攝的黑洞照片被公佈了，要知道這個意義非同小可，如果說此前數十年黑洞的存在證據都是科學家們間接獲得的，那麼這次就是真的找到了一個黑洞，並且對它照了個相。這無疑是人類天文史上一次重大的事件，也同時驗證了百年前愛因斯坦提出的廣義相對論的正確性，雖然此前所有關於廣義相對論的驗證無一例外都是成功的。

　　從歷史上看，黑洞的萌芽應該是處於牛頓經典力學時代，英國天文學家米歇爾和法國物理學家都提到過一種被稱爲“暗星”的天體，或者說一種理論上可能存在天體。這種天體的引起極強，甚至光子都無法從它的表面逃離（這一句描述和今天很多科普文章對黑洞的描述大同小異）。

　　但我們要知道當時還處於牛頓力學體系，光被認爲是由一個個小光子微粒組成，那麼關於如何束縛光子，使其不能從暗星表面溜走，其思考計算過程和預測一塊飛出去的石頭軌跡並沒有什麼兩樣。在這一點上，現在的高中理科生也完全有能力將相關公式推導出來，爲此拉普拉斯還特地在他的著作《天體力學》中，寫上了“暗星”的相關介紹。

　　不過因後來的雙縫實驗被大多數物理學家所承認，導致當時科學界認爲光是波，而非微粒光子。所以之前按照光微粒得到的“暗星”概念，也被大家很快遺忘。當然啦，現在我們知道光有波粒二象性（這一點還是的感謝愛因斯坦），因此從光子角度也是正確的。

　　但這並不能使得當時的“暗星”概念再度復燃，因爲需要加入相對論效應進去，畢竟當時在拉普拉斯等人的計算中，光子動能還是按照牛頓力學中的1/2mv^2進行處理的，而相對論動能公式和這個是不一致的。

　　黑洞的真正意義上的開始，是從愛因斯坦提出廣義相對論後開始的，1915年廣義相對論出世，1915年12月，德國物理學家史瓦西給出了其引力場方程的第一個精確解，它描述了一個球對稱靜止不自轉物體的外部時空。

　　在黑洞科普文章中出場率最高的就屬史瓦西黑洞了，還有個被稱爲史瓦西半徑的術語，大家可以理解爲黑洞的半徑，在這個距離上，光線一旦涉足，那麼久永遠不能再飛出去（這和前幾段描述的暗星大同小異）。並且這個距離還有個名字，被稱爲事件視界（對於史瓦西黑洞來講，史瓦西半徑所勾勒出的表面就是它的事件視界）。

　　講到這，我們會得出黑洞是不能發光的這一結論，那麼這次人類拍攝的首次黑洞照片又是怎麼回事？按理說不應該就是一團漆黑嗎？那周圍那一圈橘紅色的光環又是啥呢？

　　那是黑洞周邊的吸積盤散發出的光，雖然黑洞不發光，但這並不能阻止黑洞外部對外進行熱輻射吧？由於黑洞強大的引力，被吸引聚集的物質將會被擠壓摩擦生熱，只要還沒進入事件視界，那麼熱輻射就能傳播到外界，當然了，這種高頻率的電磁波一般肉眼是不可見，但我們可以利用儀器進行觀察拍攝。

　　這次直接拍攝的黑洞是來自M87星系(該星系是位於室女座的一個橢圓星系），它和地球之間的距離大約在5500萬光年，也就說是，一束光需要耗費至少5500萬年，才能從M87傳播到地球，因此這次拍攝到的黑洞實際上是5500萬年前的景象。

　　此外這顆黑洞的質量也是相當驚人，大約是太陽質量的65億倍，因此其事件視界的尺寸也是相當恐怖的，半徑大約是海王星平均軌道半徑的四倍多，所以這個黑洞完全可以把我們整個太陽系包進去（以八大行星爲邊界）。

　　而人類所使用的“相機”則是分佈在世界各地的八臺射電望遠鏡（分佈地分別爲：南極、智利、美國、墨西哥、西班牙等），利用相關技術可以等效出一臺口徑差不多是地球直徑的望遠鏡，對這顆遠在5500萬光年之外的黑洞拍了一張照片（並且要注意一點，這個黑洞照片並不是立即得到的，而是經過了兩年的時間才分析處理出來的，也就是說黑洞的拍攝時間是2017年四月份，直到今年2019年四月才正式發佈）。

　　在理論上，我們說了黑洞的獨特性質，那麼在演化方面呢？它是憑空出現的嗎？很顯然，憑空出現是不可能的（量子力學先不談），黑洞的出現一般都是從恆星演化而來。而這個演化的關鍵就在於恆星的質量，恆星質量越大，那麼演化後的天體就越恐怖。

　　以我們的太陽爲例，它在衰老死亡後最終將變爲白矮星（因爲它的核心質量小於1.44倍太陽質量），而對於那些核心質量在1.44倍到3倍太陽質量之間的恆星，他們的衰老死亡後將變爲中子星，質量再大的恆星就將成爲黑洞。

　　最後還有一點沒說，那就是著名的霍金輻射，是霍金教授在黑洞研究中最重要的成果之一。在之前的講述中，我們似乎把黑洞描述成了一個一毛不拔的鐵公雞，但實際上並不是這樣。黑洞的只是吝嗇，你要它主要吐東西出來是不可能的，但在量子力學中，卻有辦法從外部悄無聲息的偷點東西出來。

　　量子漲落在空間各處都機會發生，如果恰好發生在黑洞附近呢？虛粒子對在形成後，還未來得及湮滅，如果其中的一個負能粒子被黑洞吸入，那麼另一個正能粒子就將逃離黑洞（這個過程被稱爲霍金輻射）。而負能粒子進入黑洞後的體現，在外部觀察中，就是黑洞的質量減少了，畢竟黑洞的無毛定理已經規定：對於一個黑洞，我們只能知曉它的質量、電荷和角動量等三個信息。

　　本篇文章的內容到此結束。

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