人類首次直接拍到黑洞，黑洞究竟是什麼？一文掃光你心中所有困惑

愛因斯坦之所以被譽為20世紀最偉大的科學家，是因為他的每一個理論發現都可以載入史冊，1915年愛因斯坦在進行廣義相對論演講的時候，提出了著名的「愛因斯坦場方程」，描述了物質與能量導致的時空扭曲現象，也就是說在宇宙中存在一種可以導致時空扭曲的神秘天體，不過愛因斯坦起初認為這個方程式只有一個近似解，因此認為宇宙沒有這種神秘天體，誰知道德國科學家卡爾-史瓦西卻計算出精確解，從而證實這種神秘的天體在宇宙是真實存在，後來美國物理學家惠勒這種神秘天體命名為「黑洞」。

愛因斯坦是20世紀最偉大的科學家，他預言黑洞存在

自從惠勒把宇宙的這種神秘天體命名為黑洞之後，黑洞理論就此建立，經過幾十年的發展與完整，如今人們對黑洞的認識已經越來越深，科學家發現黑洞是一種具有超強引力的天體，它可以吞噬宇宙中一切物質，即使是光都無法逃脫它的實力範圍，不過黑洞本身不發光，所以自愛因斯坦在1915年預言這種天體存在的100年間，人類始終無法拍攝到黑洞的有關照片，不過人類還是使用其他方法證實黑洞存在，比如黑洞產生的時空扭曲導致附近的星體軌道產生變異、黑洞碰撞發出的聲音（引力波）被人類「聽到」等等，這些證據都表面黑洞是真實存在的天體，人類就差一張黑洞真實照片。

科學家公布的人類拍攝到的首張黑洞照片

在人類苦苦研究、探索、觀測黑洞100多年後，終於取得了重大突破。2019年4月10日，人類歷史上首次拍攝到的黑洞照片同時在中國上海和台北、比利時布魯塞爾、智利聖地亞哥、日本東京和美國華盛頓全球六地同時對外發布，這是人類首次通過圖像方式很直觀的看到黑洞真容。這次黑洞照片一經公布並引起轟動，這是繼人類採用計算方法、引力波測算方法之後，人類第三次確認了黑洞真實存在，而且這次證實採用最直觀的照片，也許會有人感到很疑惑，黑洞不是不發光的嗎，人類為什麼能夠拍攝到黑洞真容呢？下面就來解讀掃光你心中所有困惑。

人類拍攝到的首張黑洞照片清晰化處理後形象

1、黑洞如何拍攝？

黑洞不發光，當然無法直接拍攝，但是人類可以利用黑洞特性拍到它的存在。我們知道在宇宙中每個天體都有引力，而天體引力延伸的範圍就是這個天體的引力範圍，同樣的道理黑洞作為一種具有強引力的天體，它的引力範圍被稱為黑洞半徑或者事件視界，在黑洞事件視界範圍內，由於強引力的存在，進入事件視界內的物質會黑洞強引力撕裂，從而產生極高溫和光亮，然後科學家就利用事件視界望遠鏡捕捉黑洞事件視界範圍內發出的亮光，從而拍攝到黑洞真實照片，由於黑洞位於事件視界範圍的中心，因此可以肯定中心黑色區域就是黑洞。

為了拍攝人類首張黑洞照片，各地望遠鏡組成一個地球直徑大小的望遠鏡

2、人類拍攝到的黑洞究竟有多大？

當國家天文台把人類拍攝的第一張照片公布的之後，很多媒體第一時間公布了有關這個黑洞的相關信息，這個黑洞是距離地球550萬光年遠一個名叫M87星系的中心黑洞，它的質量為太陽質量的65億倍，不過並沒有給出這個黑洞的具體大小是多少，不過在發布會，研究人員說出了一個重要信息，那就是黑洞黑色部分區域直徑的直徑是黑洞真正事件視界直徑的2.5倍，根據這個公式，在利用根據史瓦希黑洞史瓦希半徑計算公式（史瓦希黑洞的史瓦希半徑和事件視界的重合的）可以知道黑洞的質量與事件視界的半徑成正比。

人類拍攝到的這個黑洞直徑為959億公里，吸積盤直徑為3836億公里

因此可以計算出這個65倍太陽質量的M87黑洞視界半徑為191億公里，然後可以計算出M87黑洞直徑為959億公里（D=191×2.5×2=959億公里），之後通過圖片對比可以看得出M87黑洞吸積盤大小是黑洞直徑的4倍，因此M87黑洞吸積盤的直徑為959億公里X4=3836億公里，也許很多人對這個數值沒有概念，70年代人類發射的旅行者1號歷經40年才飛了200億公里，這個黑洞吸積盤的直徑是旅行者1號飛了40年走過距離的19倍還多，幾乎相當於90光時（光速在90個小時飛過的距離），由此可見這個黑洞有多龐大。

3、為什麼不拍攝銀河系中心存在黑洞？

當人們得知人類拍攝的第一張黑洞照片是距離地球5500萬光年之外的M87星系的時候感到很疑惑，我們所在的銀河系內部不是也有一個黑洞嗎？科學家為什麼會捨近求遠拍攝5000萬光年的M87星系黑洞，其實科學家在銀河系發現20多個恆星質量黑洞，最近離地球僅有3400光年，之所以科學家要捨近求遠拍攝5500萬光年，是因為這些黑洞質量足夠大，發出的光更容易被望遠鏡捕獲，而距離地球3400光年的黑洞質量很小，拍攝這些小黑洞很困難，其實人類也拍攝距離地球2.6萬光年的銀河系黑洞，只不過圖片還在處理當中，相信不久人們也可以一睹銀河系中心黑洞真容。

距離地球2.6萬光年的銀河系中心也存在一個超大質量黑洞

4、人類第一張黑洞照片有什麼意義？

人類拍攝到史上第一張黑洞照片，再次印證了愛因斯坦相對論的正確性，同時它對促進人類黑洞邊緣的吸積盤和噴流行為，完善黑洞理論有很大作用，這次黑洞照片的曝光，預示著人類進入研究黑洞新時代，如今人類已經不再懷疑黑洞存不存在，而是重點研究黑洞是什麼樣子、黑洞活動規律、黑洞特徵等深一層次的科學。以此為起點，相信不久的未來，人類能夠拍攝到數量更多、質量更好的黑洞，直到完全解開黑洞之謎為止。

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