我國天文學家發現黑洞之王，黑洞白洞都是啥?
中國天文學家利用LAMOST發現了迄今為止最大的恒星黑洞LB-1的藝術圖像。物理學家史蒂芬·霍金在他最近的著作《十個問題》中寫道：“事實有時比小說更精彩。黑洞是最真實的表現。它們比科幻小說作家想象的任何東西都精彩。”今天，中國天文學家發現了一個恒星黑洞。11月28日，中國科學院國家天文臺在北京宣布，該天文臺劉繼峰、張浩彤的研究團隊依托中國自主研制的國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡，發現了一個恒星黑洞迄今為止最大的質量。黑洞的質量大約是太陽的70倍，遠遠超出理論預測的質量上限，可以稱之為恒星黑洞之王。
黑洞是一個非常巨大的物體，就像宇宙的“吞咽口”。1915年，愛因斯坦提出廣義相對論。之后，德國物理學家卡爾·史瓦西推導出愛因斯坦場方程的精確解，表明黑洞的存在。劉繼峰認為，黑洞最大的特點之一是“密度驚人”。它有多大？將太陽質量的10倍壓縮成北京六環大小的球體，這是黑洞的密度。因此，黑洞具有很強的吸引力。任何試圖“逃離”它的物質都會失敗，即使是最快的光。
劉教授告訴記者，黑洞本身并不發光，天文學家要在浩瀚的宇宙中找到它們并不容易。他舉了一個例子：雖然黑洞不發光，但當它們與正常恒星形成雙星系統時，就會表現出“兇猛”的樣子。利用一種強大的“恒星吸收法”，它們吸收伴星上的氣體物質，形成吸積盤，并發射出明亮的X射線，就像這些物質被黑洞吞噬之前的“回光”。這個“光”是天文學家追蹤黑洞的有力線索。
2015，天文學家首次發現的引力波為黑洞的存在提供了更具體的證據；2019，天文學家花了10年時間在四大洲八個觀測點捕捉黑洞的視覺證據，這是黑洞的第一個“面”，使得這個曾經“看不見的”天體看起來像。黑洞、白洞和蟲洞都是廣義相對論的產物。黑洞是宇宙縮小的區域，是吞噬物體和光的“陷阱”；黑洞是宇宙膨脹的區域，各種高能物質和光從中涌向宇宙。
銀河系中最大最強大的黑洞是什么樣子？
銀河系是由數千億恒星和行星組成的棒旋星系。如果能給它拍照的話，它應該是這樣的。橫跨120,000光年，完全超乎想象。年齡大概有一百三十六億年。太陽系的位置是在獵戶臂，距離銀河中心約26,000光年。銀河系的中心位于人馬座。和宇宙中其他大星系一樣，銀河系的中心也存在著一個宇宙恐怖，一個特大質量黑洞。黑洞是一種密度極高、能產生巨大引力的宇宙天體。它是物質自身內部坍塌形成的，將巨大的質量壓縮至極其微小的區域。黑洞的引力非常之強，一旦進入視界范圍沒有物體可以逃脫。
目前有三種黑洞，最小的恒星級黑洞，居中的中等質量黑洞，以及最大的特大質量黑洞。特大質量黑洞的質量比一般的恒星級黑洞重一百萬倍至十億倍，通常位于大星系中心。我們銀河中心的特大質量黑洞是人馬座A*，估計其質量大概是太陽的410萬倍。通常人馬座A*所在的區域被氣體塵埃云環繞，從地球上是看不見的。但最近科學家用新型射電望遠鏡MeerKAT發布了一張迄今最清晰的照片。
由于光無法逃脫黑洞引力，我們并不能真正看到黑洞，但是我們可以觀察黑洞周圍。這是因為MeerKAT射電望遠鏡可以接收到穿越塵埃云的銀河中心區域的無線電波。這張駭人而又壯麗的特大質量黑洞照片讓科學家了解到了銀河中心存在著一個特大質量黑洞。
因為他們已經觀測到整個星系快速移動過一個看不見的物體，表明潛伏在中心的物體擁有巨大的能量。迄今為止在宇宙中發現，唯一已知有這么大密度和引力的是超大質量黑洞。有很多理論關于超大質量黑洞是如何形成的，雖然黑洞目前無法直接被觀察到，但根據它們存在的環境以及相互作用可以得出一個想法，在宇宙的早期階段，這些黑洞要小得多，隨著時間的推移,他們吸收了大量的氣體和塵埃，且與其他黑洞合并，變得越來越大,直到他們最終成為今天這樣巨大的黑洞。
然而為什么這些超大質量的黑洞變得如此巨大的公認原因還在研究中。令人難以置信的是,有一個巨大的黑洞潛伏在銀河系的核心,但相比其他星系，人馬座恒星實際上相當小。更大的黑洞已經被發現了，其中有一些比太陽大數百億倍以上，雖然科學家們不斷研究黑洞，他目前仍然是個謎,為什么他們能變得如此巨大,但希望有一天這個謎將被揭開。我真心希望你喜歡這個視頻，如果你喜歡,請點擊喜歡按鈕和訂閱，如果你還沒有，感謝你的收看,我們下次再見。
相關知識
銀河系[a]是包含我們太陽系的星系，它的名字描述從地球上看到的樣子:夜空中看到的一個模糊的光帶，它是由肉眼無法分辨的恒星形成。銀河系這個詞是拉丁語via lactea的翻譯，源于希臘語γαλακ ικ λο ικ mos (galaktikos kklos，“milky circle”)。從地球上看，銀河系呈現出一條帶狀，是因為從內部看到它的圓盤狀結構。1610年，伽利略·伽利萊(Galileo Galilei)首次用望遠鏡將光帶分解成單獨的恒星。直到20世紀20年代初，大多數天文學家都認為銀河系包含了宇宙中所有的恒星。在1920年天文學家Harlow Shapley和Heber Curtis之間的大爭論之后，埃德溫哈勃的觀測表明，銀河系只是眾多星系中的一個。
首張黑洞照片公布，有何意義？
天文學家馬上就要發布第一張黑洞照片，它將驗證廣義相對論是否正確，這是它的科學意義之一。
一些人認為這事沒啥值得大驚小怪之處，畢竟關于黑洞的圖片我們已看得太多，我們還能從這張黑洞照片中學到什么新東西么？嗯，我們能學到很多東西，畢竟從前的都是基于理論推理的圖片或者CG，不是真的。或許從前的推斷都錯得離譜呢，或者不夠準確呢？黑洞照片將是檢驗愛因斯坦廣義相對論是否足夠正確的關鍵考驗，因為黑洞實在是非常極端的天體。
圖示：《科學》期刊網站發布預測中的黑洞照片模樣，預測究竟準不準就看今晚九點了！
要回答這問題，我們還是得再次重復一下。
什么是黑洞？
首先，黑洞是一個坍縮的巨大恒星，由于其引力強大到，需要超光速才能逃逸，因此就連光也無法逃脫它們的掌握，這就是黑洞為什么被稱為黑洞的原因。另外，按照愛因斯坦的狹義相對論，宇宙中沒有比光更快的粒子，所以一旦什么東西進入了黑洞，那它就再也出不來了。
圖示：黑洞的誕生歷程。超大質量恒星向內坍縮，引發劇烈的爆炸形成超新星，其外層 物質被炸飛，但其核心繼續坍縮，如果質量足夠大，最終就會形成黑洞，黑洞的強大引力將吸引附近的物質旋轉著墜入黑洞，在這個過程中黑洞外圍物質會釋放大量能量 。
天文學家們即將發布的黑洞照片，是被稱為射手座A的黑洞，這個黑洞正是是我們銀河系中心的“超大質量”黑洞，是銀河系維持穩定的引力源泉。
超大質量黑洞的質量通常是太陽的數百萬倍至數十億倍，并在幾乎所有星系中心都發現了它們的存在，這意味著星系的演化是圍繞著超大黑洞為核心發生的。研究超大質量黑洞，將讓我們更好地理解宇宙的大結構。
除了射手座A黑洞之外，本周天文學家們還將發布另一個超大質量黑洞的圖像，這個黑洞不在銀河系內，它距離我們5350萬光年。
圖示：這個計算機模擬的圖像顯示了一個位于星系核心的超大質量黑洞。中心的黑色區域代表著黑洞的事件視界，一旦進入事件視界，即便是光也無法逃脫。黑洞強大引力還扭曲了它附近的空間，看起來就像一個有趣的鏡子。（NASA，ESA和D. Coe，J。Anderson和R. van der Marel（STScI））
我們會看到什么？
顧名思義，黑洞是黑色的，所以不可能“看到”黑色的空間背景。但是黑洞事件視界附近的物體，則是可見的。 根據此前的理論預測，這張照片可能會顯示出被一圈強光環繞的黑色斑點。但是，拍攝銀河系中心黑洞是個巨大的挑戰，因為它被“籠罩在厚厚的塵埃和氣體云中” 。
圖示：模擬圖像顯示了超大質量黑洞周圍極端環境中的湍流等離子體。（照片：亞利桑那大學。）
怎樣“拍攝”黑洞照片？
正如您所料，這不是您用智能手機就能隨便拍攝的夜空照片。圖像由專門的Event Horizon射電望遠鏡所收集的數據進行計算機推演得出。Event Horizon射電望遠鏡，是世界各地專門設計來用于觀察黑洞的系列望遠鏡。這些望遠鏡分布在智利，夏威夷，亞利桑那，墨西哥，西班牙和南極。由此組成的陣列，相當于人類制造了一個和地球一樣大的射電望遠鏡！用這臺巨大的望遠鏡收集從黑洞附近發出的射電信號，這些信號可以穿透厚厚的塵埃和氣體云。望遠鏡將捕捉到黑洞附近可以探測到的高能輻射。
圖示：此次黑洞照片拍攝涉及全球多個地區
黑洞與愛因斯坦的相對論
來自黑洞的圖像可以讓我們更深入地了解阿爾伯特愛因斯坦的廣義相對論，這是他在1915年提出的顛覆性理論，在當年引起了軒然大波，徹底改變了我們對宇宙的觀念，在廣義相對論中，時間空間和物質被緊密結合在一起。
圖示：太陽的質量扭曲了空間，行星繞太陽轉動，并非因為引力，而是因為空間被扭曲，就像籃筐上旋轉的籃球，不是因為籃筐吸引了籃球。這樣的觀念實在過于顛覆傳統。在當時很少有人相信這是真的。
這也是愛因斯坦對物理學最大的貢獻，是現今天文學家理解宇宙最重要的科學理論。注意，剛才我們說的是狹義相對論（光速不可超越），現在說的是廣義相對論，說的是引力扭曲空間。
黑洞事件視界的形狀可以進一步證明愛因斯坦的廣義相對論的正確或者對它產生新的疑問。此前天文學家們在太陽系內對廣義相對論進行了高精度驗證，證明在太陽系內廣義相對論是正確的。但它真的對太陽系外的天體還正確或足夠正確嗎？尤其是對黑洞這樣的超常規天體來說？
圖示：卡西尼-惠更斯號空間探測器，在太陽系內完成對廣義相對論高精度驗證，注意無線電波在經過太陽附近時轉彎了，轉彎的幅度可以由廣義相對論進行計算，該實驗表明在太陽系中，廣義相對論非常準確，誤差極小。但是黑洞附近呢？用廣義相對論去計算黑洞對周圍空間的扭曲還靠譜嗎？
因此，首張黑洞照片還承擔著驗證廣義相對論的科學使命。
當然，有必要提前說一下，即便照片顯示廣義相對論不能完全解釋黑洞的事件視界形狀，那也不代表廣義相對論一定錯了，更可能的情況是，對于黑洞物理學家需要對廣義相對論進行某種修正，這也將讓物理學家和天文學家更進一步地搞明白黑洞的性質。
總之，不論是驗證還是對廣義相對論產生沖擊在科學上都是好事兒。
但從搞一個大事情的人類本性出發，尤其是科學家們，我想他們大概很希望看到愛因斯坦的廣義相對論在黑洞面前出現破綻呢。
美國國家科學基金會，將在美國東部時間本周三上午9點(即北京時間今晚9點）發布黑洞首張照片，就讓我們拭目以待吧。
首先黑洞到底長什么樣，肯定是沒人知道，因為根本就沒人見過黑洞，那么如果人類真的能公布黑洞的照片，就基本意味著前人的預測和研究是正確的。
事實上黑洞的概念最早萌芽于18世紀，當時有一位叫米歇爾的人認為，當一顆恒星擁有足夠大的質量之后，光線會被巨大的引力吸引，導致我們無法看見這顆恒星。
其次法國科學家拉普拉斯也持有同樣的看法，例如在1793年的時候，拉普拉斯就說過這么一句話。
“天上有很多看不見的天體，這些天體可能和恒星一樣大，也可能和恒星一樣的多，但由于它們太大了，導致它們發出光被它們自己的引力拉住了，所以天上最亮的恒星，往往是人類看不見的。
后來隨著時間的發展，有很多的科學家都預測過黑洞，這其中就不得不提到愛因斯坦，愛因斯坦廣義相對論向人們闡述了，物質的質量會引起宇宙空間的彎曲。
結果正是因為根據廣義相對論的方程，德國科學家施瓦茲計算出一個驚人的結果，他發現當一個物質的質量達到一個限度之后，將會在宇宙中形成一個無底洞。
這個無底洞在愛因斯坦看來，實際上非常的荒謬，愛因斯坦也太相信有這樣的天體存在，但隨著時間的推移，人們認為施瓦茲的計算結果似乎是對的，于是黑洞便開始被科學界接受。
但問題在于黑洞存在的基礎在于計算，誰也沒有親眼見過，那么首張黑洞照片的公布，就意味著黑洞是確實存在的，人類的研究和預測方向都是正確的，這對于人類文明的發展來說是有重大意義的……
黑洞是個吸引力無窮大的一個洞——這是在很早以前對黑洞的概念，估計也有很多小朋友或成年人依然不太清楚黑洞是個什么東東，于是我就立刻做了測試：
領導，黑洞是什么
領導答：黑洞就是什么都能吸進去，連光都跑不了...
我追問“黑洞到底是什么？
領導答：黑洞...就是...很學術的一個名詞，我也不知怎么說
我：黑洞就是一種特殊天體
領導：黑洞怎么是天體呢？黑洞是......
這個沒有疑問，黑洞就是一個特殊天體，它的特殊體現在其質量大的超乎一般人的想象，但是又不像其他天體那樣可見或者非常容易被觀察探測到，因為連光都難以掙脫其似乎無窮大的吸引力，所以科學家們就形象的稱為其為黑洞。
至于科學意義，一是愛因斯坦的相對論預測了黑洞的存在，那么這個照片無疑是對愛因斯坦相對論的再次驗證，雖然愛因斯坦本身對黑洞的存在也存在質疑。二是有了黑洞實體照片，那么今后關于黑洞各種研究肯定會進一步加快。巧婦難為無米之炊，現在給你一個實體照片，那么敏銳的科學家們也許能因此發現更多的蛛絲馬跡而找到研究的新切入點。
人類對黑洞的觀察、猜測、研究，已有200多年的 歷史 。在第一張黑洞照片公布之前，我們雖然堅信知道宇宙中有黑洞，有這樣一個質量巨大、引力超強、連光也無法逃逸的天體的存在，也曾有模擬圖象，但是，畢竟并沒有真正觀測到它的存在，不知道它究竟長什么模樣。
何況，人類無法想象的是，黑洞是如何“吃”掉物質，然后又將一部分“噴射”出來的。科學家們猜測，黑洞會產生特別的陰影區，并形成環狀。光線消失在黑洞附近，波長在外面拉長，光變得更紅。這一過程，被稱作“引力紅移”。
“引力紅移”現象，早已被論證。但是在黑洞附近，物體接近事件視界時，這一現象會變得無窮大。因為只有黑洞，才是宇宙最極端的引力環境，和最佳的碰撞實驗環境，科學界將此稱為“事件視界”。科學家們猜測，黑洞位于M87星系的中心。
M87星系，是法國天文學家梅西耶于1781年發現的。于是，為了一探黑洞的究竟，世界各國的科學家通力合作，為觀察黑洞而專門設計了“事件視界望遠鏡”。這一前所未有的望遠鏡，由分布在全球8個地方的射電望遠鏡組成，模擬口徑有地球本身那么大。
在約定的同一時刻，這8臺位于不同地方的射電望遠鏡，同時對準科學家們猜測的黑洞位置―――M87星系的中心，大量拍照。然后，200多名科學家，花費了兩年時間，對海量的成像進行了理論分析、數據處理后，完成了震驚人類的照片。
這次公布的照片，不但證明了黑洞確實存在，驗證了愛因斯坦的廣義相對論，也讓人類明確知道了黑洞的真實樣貌形狀，與科學家們上百年的研究推測，完全吻合。它的中心，恰為一個黑色的耀眼光環。光環中間的黑色部分，是光線被強引力所吸造成。
而那個明亮的環，正是因受黑洞吸引而高速旋轉的吸積盤。黑洞距離地球大約5500萬光年，質量是太陽的近65億倍。黑洞的周圍，有差不多13億顆恒星。這張照片，對人類解開黑洞之謎，研究宇宙演化史，都是一個里程碑似的事件。
首張黑洞的事件視界照片公布，有什么意義？
北京時間2019年4月10日21：00將要公布第一張黑洞的事件視界照片，無疑這是天文界的大事，也是科學界不小的波瀾！自LIGO發現引力波事件以來，已經有好多年沒有這種全球期待的轟動性科學進展事件了！
一、黑洞的事件視界是個嘛玩意？
黑洞是因質量極大而天體的結構無法支撐引力坍縮而成一個奇點的特殊天體，它有很多特殊的屬性：
1. 引力極大，在視界范圍內連光都無法逃逸（此為黑洞命名的由來）
2. 不具原先天體的任何特征，此為黑洞的無毛定理
3. 極大的引力會吞噬周圍的星際物質
我們已經在銀河系中發現很多類似黑洞天體的特征，盡管連光都無法逃逸，但我們仍然可以從它的吸積盤以及對背景光線的扭曲來發現它，前者吸積盤輻射的發現要求并不是特別高，錢德拉硬X射線望遠鏡即可發現大量的疑似黑洞天體！后則這種引力透鏡則是間接方式！
二、黑洞的事件視界是怎么拍出來的？
上文中有說到黑洞的吸積盤，錢德拉硬X射線等，就如哈勃發現遙遠天體，看到并不難，但要看清則很難！這就是為什么哈勃能拍攝到134億光年外的GN-Z11這個宇宙初期的嬰兒星系,卻拍不到月球上的阿波羅11號留在月面的美國國旗！因為哈勃在月面的分辨率為50M，如果要看清長度1-2M的國旗，哈勃至少需要裝備口徑60M左右的主鏡！這就是“口徑才是王道”的真正來歷！
此次成像的對象是銀心黑洞Sgr A*,質量為太陽的400萬倍，視界直徑2400萬千米，在這樣的距離上要看清這個尺寸的天體，光學望遠鏡至少需要6.88KM的口徑！很顯然我們不具備這個條件！
當然活人并沒有被尿憋死，人類以分布在地球各處的射電望遠鏡陣列以同時工作的干涉儀模式實現了超大口徑的模擬！射電波段選擇在了1MM處能對銀心最清晰成像的毫米波段！
三、為什么中國的FAST不參與？
中國的FAST口徑高達500M，即使觀測南天區低緯度的銀心它的有效口徑大的嚇人，但很可惜FAST并沒有參與到此次觀測中來！
1. 此次觀測的是毫米波段波長1MM的電磁波，而FAST比較擅長觀測0.3M左右的中子星射電波段，因此在波段上并不合適！
2. 此次觀測的主要選手是位于智利沙漠的阿塔卡馬大型毫米波亞毫米波陣列（ALMA），理論上這個陣列確定以后周圍的望遠鏡就確定了，基本上就在以此為中心的西半球范圍內的射電望遠鏡，各位可能會有疑問，為什么會這樣？
因為工作在干涉模式的望遠鏡陣列最基本要求是同時觀測，而且這個同時要求極高，必須在同步原子鐘精確時間下協調工作，這些望遠鏡陣列觀測到的信號不是疊加即可，而是在模擬一個超大射電望遠鏡的不同反射扇面，這個觀測精度要求極高！
四、如此折騰有什么意義？
人類從刀耕火種走到今天可以上天入地，創造了一個又一個奇跡。而就在明天，人類即將再次創造一個奇跡，公布第一張黑洞的真實照片！
正如阿莫斯特朗說的那樣：“這是我的一小步，卻是人類的一大步”。黑洞的首長照片，可以說是人類文明的“一大步”，這是人們首次看到了黑洞真是的視界照片，極大滿足了人類的好奇心。黑洞本身并不可見，黑洞的視界是黑洞內光線剛好逃不出去的邊界。也可以說，黑洞的視界就是黑洞的外貌。而之前，所有關于黑洞的照片，都是人們自以為是的模擬圖。這次 科學家們首次聯合各地的毫米波望遠鏡，對準銀河系中心的超大質量黑洞進行視界成像，讓人們首次看到黑洞的神秘面紗。
黑洞是被相對論預言存在，但是卻從來沒有直接看到過的天體。黑洞長什么樣，是何種形態，讓我們好奇不已。黑洞就像是懷孕肚子里的小寶寶，大家只能夠感覺到，卻無法看到，急的我們心里癢癢的。霍金是個代表，研究了一輩子黑洞，然而卻沒有見過黑洞，為此，他甚至懷疑自己研究的黑洞并不存在。如果霍金沒有離我們而且，他聽到這個消息，一定會喜極而泣。
所以，黑洞照片的公布，跑去那些物理學家關系的東西，對我們大眾來說，意義就是滿足了我們對宇宙天生的好奇心，過上一把眼癮。俗話說：“朝聞道夕死可矣”，看上一眼黑洞這個宇宙最變態、最神秘的天體，我們也不枉一生了。至少，比霍金幸福多了。
所以，期待明天的黑洞照片吧~
科學的發展，是靠提出一個個可以被驗證“證偽”的理論來前進的。
因為沒有人可以全知全能的“證實”某個事情。
符合我們現在觀測到的證據，并且具備可證偽性，我們就可以當作一個合理的理論猜想來進行研究。
并不是真理，
所以人類首張黑洞照片無法“證明”廣義相對論，它只是又讓廣義相對論可信度增高了一些。
它的意義在于，它具備可以證偽廣義相對論的能力。
這無疑是非常重要的，對人類有極大的意義，我們對黑洞研究非常重要，因為黑洞有能力(間接地)創造、維持和毀滅宇宙中的任何東西。創造和毀滅只是意味著轉變。
它們被認為是整個宇宙中最大、最強大、最明亮的“物體”。如果它們沒有那么強大的引力，如果它們允許光不斷地逃逸，它們就會看起來像宇宙中最亮的星星，我們幾乎可以用肉眼在每個星系的中心看到它們。當然，光進入黑洞是無法逃逸，所以黑洞并不是最亮。
黑洞在哪？理論上認為始終是所有星系的中心！
它們包含著引力奇點。研究黑洞可能有助于理解宇宙本身是如何從引力奇點“誕生”的。因此，黑洞可能包含宇宙及其起源的最深層秘密。
所以我們要盡可能多地了解它們。有了這些知識，我們就能更好地理解宇宙是如何運作的。
在討論宇宙的時候，我們可能會問，“為什么我們要關心一些人類無法觸及的東西”，但是人類還是有一種沖動，想要盡可能多地了解一切。
而如今，關于黑洞的第一張圖片已經被人類觀測到，從認識來，這一過程不過是一百多年，不難想象，在未來，我們人類將揭開更多關于宇宙的奧妙。
歐盟委員會、歐洲研究理事會和事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope， EHT）團隊 聯合宣布，將在4月10日舉行發布會，展現事件視界望遠鏡的重大研究成果。
屆時將在布魯塞爾、圣地亞哥、智利、 上海 、 臺北 以及東京同步直播。 歐洲中部夏令營時間是15:00，那么北京時間是21:00。
黑洞是愛因斯坦廣義相對論研究和預言的特殊天體，科學上已經基本確認其存在，但從未真正意義上看見過黑洞到底是什么樣子。網上出現的大多數黑洞照片都是計算機根據數據模擬出來的。
而這一次重大發現很可能就是拍攝到了黑洞視界的存在，這是對愛因斯坦廣義相對論的再一次印證。這次主要歸功于位于美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極六個地方望遠鏡組成的觀測陣列，讓我們對距離我們大約2.6萬光年的銀心黑洞有了第一次“清晰”的認識。
這也是人類第一次揭開黑洞的面紗一睹其真容。
文/科學黑洞，圖片來源網絡侵刪，歡迎點評
黑洞到底是什么樣的？物理學家和天文學家都會給出不同的解釋，宇宙深處存在黑洞今天確已無可置疑。
從廣義相對論可以推斷在宇宙的廣闊空間中有大量黑洞的存在，眾多的天文觀測證據（包含引力波探測、雙星演化、類星體觀測等）確認需要有恒星質量大小的小黑洞、百萬太陽質量以上的星系中心超大質量黑洞、及質量居中 （具有百個、千個、萬個太陽質量） 的中等質量黑洞存在，但我們尚并不知道黑洞在現實中的真實模樣。黑洞在普通人認知中就是：會吸入所有一切，連光都逃不出來。
現如今，人類終于要公布黑洞拍下第一張真正的照片了，它來自來自世界上8臺射電望遠鏡組成的毫米波VLBI網的成像數據。將告訴我們，黑洞就在那，它長這樣！ 到明天晚上，大家就可以對比是否和《星際穿越》中剛看到黑洞圖像是否一致了。
上圖：“事件視界望遠鏡”EHT項目，全球多地的8個亞毫米射電望遠鏡將同時對黑洞展開觀測
上圖：電影《星際穿越》中的黑洞，周圍的亮環是由氣體構成的吸積盤
視界面望遠鏡EHT觀測目標主要有兩個，一是我們所居住的星系——銀河系的中心黑洞Sgr A*，二是位于星系M87中的黑洞。 Sgr A*黑洞的質量大約相當于400萬個太陽，M87中心黑洞的質量達到了60億個太陽質量。可見，它們都是位于星系中心的超大質量黑洞。黑洞 照片的公布，是人類在黑洞觀測史上邁出的最重要一步。一方面呼應（再次驗證和嚴格限制）愛因斯坦的廣義相對論，一方面也將回答星系形成和演化中的重要問題——黑洞活動（壯觀的噴流）是如何產生并影響星系演化的。
位于銀河系中心的Sgr A*（人馬座A*）
M87星系壯觀的噴流，來自其中心黑洞的氣體高速準直噴射
新技術讓科學家更清楚的看到銀河系中心黑洞
一個幾乎難以想象的巨大黑洞位于銀河系的中心。它被稱為超大質量黑洞(SMBH)，天文學家認為幾乎所有的大質量星系都有一個黑洞位于它們的中心。但是，沒有人真正見過：這一切都是基于證據，而不是直接觀察。
銀河系的超大質量黑洞被稱為人馬座A*。它的質量大約是太陽的400萬倍。科學家們之所以知道它的存在，是因為我們可以觀察到它對離它很近的物質所產生的影響。由于一組科學家使用了一種叫做干涉測量學的技術，現在我們對人馬座A*有了一個最好的看法。
像人馬座A*這樣的黑洞利用強大的引力將氣體和塵埃吸引向它，氣體和塵埃圍繞著洞旋轉。以某種方式輻射出大量的能量，天文學家可以看到這種輻射能量。但是天文學家并不能確切地確定是什么釋放了這種能量。是不是來自旋轉的物質？還是來自從黑洞中噴出的物質？
哈佛-史密森天體物理學中心(CFA)的邁克爾·約翰遜(Michael Johnson)說：“來自人馬座A*的輻射源已經爭論了幾十年，一些模型預測輻射來自被黑洞吞沒的物質盤，而另一些模型則將其歸因于從黑洞射出的物質射流。如果沒有對黑洞更清晰的觀察，我們就不能排除這兩種可能性。”
超大質量黑洞周圍為活躍星系提供能量的吸積盤的想象圖。天文學家想知道，銀河系超大質量黑洞所輻射的能量是由噴出黑洞的物質噴出，還是由黑洞附近旋轉物質的吸積盤引起的。
因此，了解黑洞意味著天文學家需要更清楚地觀察黑洞區域。但是人馬座A*被我們和星系中心之間密密麻麻的電子云遮蔽了。這些云模糊并扭曲了我們對黑洞的看法。
一組天文學家已經成功地透過這些電子云來更清楚地看到人馬座A*正在發生的事情。這支隊伍由拉德堡大學博士研究生莎拉·伊索恩（Sara Issaoun）領導。他們依靠一種叫做甚長基線干涉測量(VLBI)的技術。
結果如何呢？這是迄今為止我們對銀河系超大質量黑洞所發生的最清晰的圖像之一。
干涉測量是一種利用多個望遠鏡對遠距離物體進行更有效成像的技術。距離越遠，基線越長，有效孔徑越大。利用本研究中使用的甚長基線干涉測量技術，各個望遠鏡橫跨全球，創造了一種巨大的虛擬望遠鏡。
但是還有其他的干涉儀，但他們沒有將人馬座A*看得那么清楚。這項研究背后的團隊在干涉測量方面取得了另一項進展。他們為智利強大的ALMA(阿塔卡馬大型毫米波陣列)裝備了一種新的電子設備，稱為相位系統。這使得已經是干涉儀的ALMA加入了另一個名為GMVA（全球3毫米VLBI陣列）的其他12臺望遠鏡網絡。顧名思義，GMVA已經是一種非常長的基線干涉儀。因此，GMVA和ALMA的結合創造了一種超級VLBI。
哈佛-史密森天體物理學中心的舍普·多爾曼（Shep Doeleman）說：“ALMA本身就是一個由50多個無線電盤組成的集合。新的ALMA相位系統的神奇之處在于，所有這些無線電盤都能像一個望遠鏡一樣工作，其靈敏度相當于一個直徑超過75米的無線電盤。這種敏感性，以及它在安第斯山脈的高位置，使它成為人馬座A*研究的完美選擇。”
射電天文學家林迪·布萊克本(Lindy Blackburn)解釋道：“圖像質量的突破來自兩個因素，通過高頻觀測，來自星際物質的圖像損壞不那么嚴重，加上ALMA，我們的儀器分辨率提高了一倍。”
左上角：在86GHz下模擬人馬座A*時沒有星際散射。右上角：星際散射模擬。右下角：觀察到的人馬座A*圖像。左下角：消除星際散射效應后觀察到的人馬座A*圖像。
那么，科學家們從這一創新中學到了什么呢？這些優越的圖像是如何幫助他們理解我們的超大質量黑洞的？
新的圖像顯示，來自人馬座A*的輻射具有對稱的形態，而且比預期的要小-它的跨度僅為3億分之一度。伊索恩解釋說：“這可能表明無線電發射是在一個不斷衰減的氣體盤中產生的，而不是由無線電噴射產生的。”伊索恩根據這些圖像進行了計算機模擬測試。然而，與其他發射無線電的黑洞相比，這將使人馬座A*成為一個例外。另一種可能是無線電噴射幾乎直接指向我們。
關于人馬座A*輻射的能量有很多爭論。無論是來自吸積盤中旋轉、加熱的物質，還是從遠離黑洞的物質射流中產生的物質。這可能取決于我們位置所在。
這張展示了一個“進食”或活躍的超大質量黑洞，射流向外流動的速度接近光速。這種活躍的黑洞經常出現在橢圓星系的中心。如果一個噴流恰好照射在地球上，這個物體就被稱為耀變體。
伊索恩的導師是拉德堡大學射電天文學教授海諾·法爾克（Heino Falcke）。法爾克對這一結果感到驚訝，去年，法爾克認為這種新的噴射模型是不可能的。但最近，另一組研究人員使用ESO的超大型光學望遠鏡干涉儀和一種獨立的技術得出了類似的結論。法爾克總結道，“也許這是真的，我們正從一個非常特殊的角度來看待這只野獸。”
天文學家對人馬座A*的研究還沒有結束。他們計劃越來越細致的來觀察這個超大質量的黑洞。人馬座A*在86GHz的首次觀測可以追溯到26年前，當時只有幾個望遠鏡。多年來，隨著更多望遠鏡的加入，數據質量穩步提高。
接下來是視界望遠鏡（EHT）
視界望遠鏡是一項旨在調查黑洞周圍環境的國際合作項目。它不是一個望遠鏡，而是一個由全球范圍內的射電望遠鏡組成的相互連接的系統，所有這些望遠鏡都使用干涉測量技術共同工作。通過在多個位置用多個無線電天線測量黑洞周圍區域的電磁能量，可以推導出源的一些性質。
天文學家花了四年時間利用EHT來研究超大質量黑洞人馬座A*。這一時期于2017年4月結束，但一個由200名科學家和工程師組成的團隊仍在研究這些數據。到目前為止，他們只發布了他們看到的計算機模型圖像。
邁克爾·約翰遜很樂觀。“如果ALMA同樣成功地以更高的頻率加入了視界望遠鏡，那么這些新的結果表明，星際散射不會阻止我們一直向下窺視黑洞的事件視界。”
人類首張黑洞照片為什么“沖洗”時間長達兩年？
北京時間4月10日晚上21點整，人類史上首張黑洞照片將正式公開發布。比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國上海和臺北、日本東京、美國華盛頓等六地將同步直播全球新聞發布會，共同宣布人類天文史上首張與超大質量黑洞照片有關的重大成果。
據悉，“事件視界望遠鏡項目”成立于2017年，旨在通過聯合全球多地的8組天文望遠鏡，構建一個口徑等同于地球直徑的“虛擬”望遠鏡，從而收集海量數據，并勾勒出黑洞的模樣。EHT的“八個鏡頭”位于美國、墨西哥、智利、南極等地，而“沖洗”這張照片花費了兩年的時間。它大概長這樣
之所以一張照片需要花費兩年的時間，是由于黑洞數據量太大，處理相對復雜，需要多個團隊共同合作，相互獨立確認結果的正確性，這是國際認證科學結果的慣例。
任何科學結果，最好都是通過多個不同小組獨立處理，得到一樣的結果，這樣反復試驗的結果才是可信的。
此次觀測的超級黑洞項目，是由全球200多名科學家組成的研究團隊，歷時兩年通過各地天文望遠鏡組成的望遠鏡網絡，收集并整合了黑洞圖像的數據。
中國科學團隊包括中科院上海天文臺、中科院云南天文臺、中科院高能所、北京大學、華中科技大學、南京大學、中國科學技術大學等10余位科學家參與，并在觀測、數據處理和理論分析等方面做出貢獻。
據了解，黑洞是一種被極度壓縮的宇宙天體，具有超強引力，即便光也無法逃脫它的勢力范圍。此次拍攝的照片提供了黑洞存在的直接"視覺"證據，也是對愛因斯坦廣義相對論的再一次有力證實。
黑洞，這個宇宙中神秘的存在終于被人們看到了，這張照片給我們帶來驚喜的同時，也鼓勵我們更努力地探索未知!
1968年美國天體物理學家約翰·惠勒提出了“黑洞”的概念，而100多年前德國物理學家卡爾·史瓦西就為黑洞做出了精確解，今天我們收獲了第一張黑洞的照片，人類對黑洞和宇宙的認識又邁出了關鍵一步。
在2017年4月全球8個射電望遠鏡陣列組成虛擬望遠鏡網絡”事件視界望遠鏡”（EHT）并拍下第一張黑洞照片之時，我們就曾寫到：“人類第一次看到黑洞的視界面，無論我們最終得到的黑洞圖像是什么樣子——是像電影畫面一般壯觀恢弘，或者只有幾個模糊的像素點——事件視界望遠鏡都意義非凡，這是我們在黑洞觀測史上邁出的重要一步。觀測結果不僅僅是一張照片那么簡單，它一方面呼應著愛因斯坦的廣義相對論，一方面也將幫助我們回答星系中的壯觀噴流是如何產生并影響星系演化的。我們將成為有史以來第一批‘看見’黑洞的人類，真是好運氣。”
兩年之后，這張寶貴的照片為幸運的我們解答同時也提出了更多的問題
人類史上第一張黑洞照片在什么時候問世？
重要日子。有 6 場國際新聞發布會安排在了這一天，在這些發布會上，我們見證了人類有史以來所拍得的第一張黑洞照片的公布。
美國東部時間 4 月 10 日上午 9 時（北京時間 10 日 21 時），事件視界望遠鏡組織（Event Horizon Telescope Collaboration, 以下簡稱 EHT）在美國華盛頓，比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國上海和臺北、日本東京等世界六地同步發布這張人類期待已久的照片
該黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質量星系Messier 87中心的黑洞。該黑洞距離地球5500萬光年，質量為太陽的65億倍。圖中心的暗弱區域即為“黑洞陰影”，這個陰影告訴我們：愛因斯坦是正確的！
該圖像的許多特征與愛因斯坦廣義相對論的預言完全相一致，在強引力極端環境下進一步驗證了廣義相對論。中國科學院上海天文臺研究員袁峰在現場表示，現在看到的照片大體來說有兩個部分，一部分是中心區域不太發光的陰影，另一部分是圍繞這個陰影的發亮的圓環。圓環發的光就是從吸積盤上發出的，而黑色的陰影要比黑洞本身要大幾倍，這證實了愛因斯坦廣義相對論的預言。
