黑洞PS大賽刷屏，關於黑洞，你還可以知道這些

導讀

北京時間2019年4月10日，人類首張黑洞照片發布！

北京時間昨晚9點，

世界第一張黑洞照片問世。

相關報道見：

黑洞照片來了！愛因斯坦說對了！

你的朋友圈，

有沒有被它刷屏？

圍繞黑洞「真容」

網友開始了首屆黑洞P圖大賽

（圖片來源及作者見水印）

段子手們也來蹭熱度

除了網友的腦洞外，

還有一波官方P圖，

最為「致命」！

媒體版：

@冷暖自知那年華：官方是真的，正不正經我就不知道了。

@skr小機靈鬼丫：你皮得像個高仿號。

@一隻星傻：央視新聞你變了！

@會計少女：要被吸進去惹！！！

@正經的小餃子：風裡雨里黑洞里，新聞聯播都等你[doge]

航空版：

警察蜀黍版：

吸走黑惡勢力，

違法犯罪盡收眼底！

（圖片來源：@江油公安）

拒絕疲勞駕駛，

切莫墜入「無邊黑洞」。

（圖片來源：@雅安交警）

教育小新版：

（圖片來源：中國教育新聞網）

劃重點！！黑洞照片公布背後的故事

厲害了

來自華中科技大學的科學家

物理學院吳慶文教授

也參與其中

吳慶文，1978年出生，博士、教授、博士生導師。2007年4月從中國科學院上海天文台博士畢業；2007年5-6月訪問日本京都大學湯川秀樹研究所；2007年7月至2010年6月到韓國天文與空間科學研究院國際天體物理研究中心從事博士後研究；2010年6月作為人才引進到華中科技大學物理學院任教授；2012年獲華中科技大學「學術新人獎」；2013年獲教育部「新世紀優秀人才計劃」；2016年獲得中國自然科學基金委優秀青年科學基金。目前是國際天文學聯合會會員（IAU）、中國天文學會理事、湖北省天文學會副理事長。

究竟黑洞照片公布的背後有哪些故事？

日前，華中科技大學(以下簡稱小科)

對吳慶文教授進行了專訪

一起往下看吧

小科：您在此次照片「沖洗」過程中參與的工作有哪些？

吳慶文：我和研究生馮建超博士主要參與了理論分析方面的工作。我們在過去幾年裡進行了系列研究，對黑洞吞噬物質過程、黑洞自旋等重要信息做了較好限定，提出這次視界望遠鏡觀測的黑洞圖像應該是來自黑洞吞噬的物質，而非相對論性噴流。此外，還發現這個巨型黑洞很有可能是高速自轉的。這次拍攝的黑洞照片，較好支持了我們的研究結果。

小科：黑洞不發光，但為啥我們能看到？

吳慶文：雖然黑洞不發光，但其具有強大的引力，可以將周圍的物質吸引過來，形成繞其轉動的吸積盤，由於吸積盤不同半徑處轉動速度不同導致摩擦升溫，把吸積物質的引力能變成輻射，從而被我們觀測到。

小科：黑洞照片為啥「沖洗」這麼久？

吳慶文：2017年4月5日到11日之間，由位於南極、智利、墨西哥、美國夏威夷、美國亞利桑那州、西班牙的近10台毫米波望遠鏡（或陣列）組成的「超級望遠鏡」同時對M87中心黑洞進行了4次非常成功的聯合觀測。

這些望遠鏡，必須把數據寄到一個地方進行綜合處理，然後才能分析。在觀測成功以後，由於數據處理相對較為複雜，而且涉及站點很多，每晚的數據量達2PB（1PB=1000TB=1000000GB），這和歐洲大型對撞機一年產生的數據差不多。為了保證準確性，觀測數據用三種完全獨立的流程以及多個獨立小組進行處理，以保證結果的準確性。而且處理過程非常複雜，要不同獨立小組結果幾乎相同才會向外發布，因此非常耗時。拍照不易，洗照片更難。

小科：我國科學界對黑洞探索的進展是？

吳慶文：目前由我國主導的天琴空間引力波探測器計劃，是中國科學院院士、華中科技大學物理學院羅俊教授於2014年3月24日在我校召開的一次學術會議上提出的，計劃在2030-2035年間發射，在10萬公里高度的地球軌道上部署三顆繞地球運轉的衛星，組成臂長17萬公里的等邊三角形，組成空間引力波探測器。

天琴引力波探測器將可以探測到宇宙誕生初期第一代恆星或氣體雲塌縮形成的雙大黑洞合併產生的引力波，這將有機會我們理解宇宙早期種子黑洞 、黑洞的增長歷史以及星系演化等重大天文與物理學問題。因此，天琴空間引力波計劃必將成為下一個20年探測宇宙黑洞的利器，特別是將可能會搜尋到大量的中等質量黑洞，將會對綠化黑洞沙漠起到關鍵作用。

想知道更多關於黑洞的知識嗎，往下看……

關於黑洞的認知，你在哪個級別？

作為人類首張黑洞照片，看起來似乎比電影中的黑洞更夢幻。跟你想像中的一樣嗎？

黑洞 圖片來源：電影《星際穿越》

無論在你想像中是什麼樣子的，這絕對都是人類的高光時刻——

在你奔走相告前，我們備好了從入門級到初級、從中級到高級的談資，下面請對號入座，看看你在哪個級別。

入門級：黑洞是怎麼形成的？

黑洞是大質量恆星死亡後的一種形態，恆星還會死亡？！

是的！當恆星內部的燃料消耗完了，它就死了。

這個時候，如果這個恆星足夠重的話，黑洞就要產生了！

黑洞是從廣義相對論推演出來的，沒錯最開始就是人類猜想出來的……

然而後來發現，一切好像都和我們猜想的是一致的！

雖然名字都叫黑洞，但長得可不一樣。就像人有高矮胖瘦之分，黑洞家族也可分為三類：

a/個頭和質量最小的——恆星級黑洞（質量是太陽的幾十倍~上百倍）；

b/身材中等的——中等質量黑洞（質量大約是太陽的幾千倍~幾萬倍）；

c/黑洞中的巨無霸——超大質量黑洞（質量在太陽的幾百萬倍以上）。

恆星級黑洞太小了，以現有的技術，直接拍到它們的真容幾乎不可能。

所以昨天亮相的主角，是超大質量黑洞！

初級：這次被拍到的黑洞是誰？

超大質量黑洞可以算是大BOSS，這種級別的黑洞，甚至有上百億個太陽質量之巨！

這一次聯合觀測的兩大候選黑洞，就是位於銀河系中心的Sgr A *黑洞和銀河系外的M87黑洞！

可以看到，Sgr A *離我們近，但質量小，M87雖然離得遠，但質量夠大！在地球上看兩者大小比較接近，因此就成了拍照的首選！

M87的黑洞質量大約是太陽的64億倍，也是宇宙中最大的黑洞之一，而科幻電影《星際穿越》中的卡岡圖雅黑洞也不過是太陽質量的1億倍！

卡岡圖雅黑洞 圖片來源：電影《星際穿越》

中級：黑洞是怎麼被拍到的？

為什麼一個世紀以來，人類都沒能拍到黑洞？

那是因為黑洞視界範圍，也就是能被看到的界線非常非常小。而且黑洞自身不發光，難以直接探測。

科學家們便只能「曲線救國」，採用一些間接方式來探測黑洞，比如，觀察吸積盤和噴流。

吸積盤，就是圍繞黑洞旋轉的氣體盤，由恆星的氣體組成。還有一部分氣體在掉入黑洞視界面之前會形成噴流。

物質被吸入黑洞時會產生大量光和熱，因此很容易被科學家探測到。

這次的「黑洞捕手」是事件視界望遠鏡EHT（Event Horizon Telescope）。

這個計劃始於2015年，位於南極、智利、墨西哥、美國亞利桑那州、夏威夷和西班牙的8台射電望遠鏡，模擬出了一台地球大小的超級望遠鏡。

並在2017年4月EHT就已經完成了拍攝。

高級：為什麼照片要「洗」2年？

簡單來說，就是需要修圖——

因為與其說是拍照片，倒不如說是測了一大堆的數據，必須要做可視化處理。這個數據非常非常非常地大……

而且，地球上沒有人知道這圖到底對不對啊，所以科學家還得使用不同的解題思路，驗證結果對不對。

這幾年，多國的科研團隊就是分頭再做這些處理和驗證的事情。

有人疑問耗費這麼多時間精力去拍一張照片到底有什麼用。

黑洞來自於相對論，相對論作為基礎物理學理論是否準確，事實上影響著地球上一切，包括通信、能源，等等。

而且從科學上說，並沒有「有用」、「無用」之分，一切未知都值得去探索。

作為廣義相對論最重要的預言之一，黑洞一直是最神秘，甚至最令人神往的存在。有生之年，能有機會一睹黑洞的尊容，真的是榮幸之至！

文章來源：華中科技大學、中國青年報（ID：zqbcyol 整理：張小松）綜合：央視新聞、人民網（ID：people_rmw）、新華社、科普中國 （ID：Science_China ）、齊魯晚報（ID：qiluwanbao002）等。

本期編輯：庄元

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