连光线也无法逃脱的黑洞，科学家是怎么给他拍照的？

一条龙

早在230多年前，科学家根据牛大神的万有引力理论，推算出一种巨大星球的逃逸速度要达到非常大，甚至得超过光速才行，好在当时科学界还没有光速最大的理论，他们把这种星球叫作“黑暗星球”。

不过，因为当时牛大神的光粒子说受到胡克等人的挑战，这个“吸光的黑暗星球”的概念没有发展下去。

到爱因斯坦提出广义相对论之后，一位德国物理学家史瓦西在二战的炮火战地上，计算出了老爱方程的第一个星体静态精确解。

史瓦西计算认为，只要将一个天体压缩得足够小，那么，它的半径小于某个值时，光线就无法从中逃逸，这个半径就被称为史瓦西半径，而等于这个半径的球面被称为“事件视界”。事件视界就是说过了这个界面，里面的任何事件都无法对外面的观察者产生影响。表现出来就是到了这个位置，你就看不到任何东西，任何物体到了这个界面上就完蛋了。光线跑这么快都没有办法逃逸，这个星体就如一个洞一般，会把所有事物都吸进去。于是，这种星体就被称为“黑洞”了。

既然黑洞黑漆漆的，那怎么能给它拍照呢？

黑洞的寿命与它的质量成正比关系，因为史蒂芬霍金同学证明黑洞的体温和质量成反比，而寿命与体温也成反比，这样负负得正，正正得负，我擦有点绕。反正黑洞越大，命就越长。比如，相当于一个太阳质量的黑洞大约可以活1x10^66年，而相当于一颗小行星质量的黑洞会在1x10^-21秒就玩完了。所以说，现在存在于世上的黑洞都是大家伙。它们的质量非常大，因为牛大神的作用，它们会把附近的天体或星际气体尘埃什么的都吸引过来。

这些物质在掉入坑里的过程中，相互之间不断摩擦（有点污），浑身散发出巨大的热量，黑洞的外围实际上因为这些不老实的家伙，会发光的。这些物质继续坠落，受到黑洞潮汐力的撕扯，都被爱情点燃，粉身碎骨，被拆解成了粒子。在未拆解成基本粒子之前，会形成等离子体，然后受到磁场的影响，在黑洞周边形成一个旋转的盘状结构，并散发出大量的光和热。

这个时候，观察者就能看到一个黑乎乎的家伙外围，带着一个闪闪发光的游泳圈。我们只要将这个游泳圈拍下来，就可以猜测一下“事件视界”之内黑洞的样子了。

不过，即使最大的黑洞，因离地球实在太远了，我们用太空中最大的望远镜也只能看成一个点。比如，观测要求较低的人马座A*黑洞，需要接近0.07毫角秒的观测仪器，而哈勃望远镜的分辨率要提高1000倍才能达到要求。

好在科学家们也不是吃干饭的，他们发现，只要在地球上多处位置布置多台射电望远镜，分别对同一个天体进行观测，能大幅提高分辨能力，就相当于组成了一个地球大小的望远镜。于是，这台虚拟望远镜，实现了0.06毫角秒的分辨率。

最终，在2019年4月10日，我们照了一个“甜甜圈”出来。

当然，最厉害的是我国一个叫“视觉中国”的公司，它在这张图上盖了个水印，只要用这张图的个人或公司都得向它付钱。

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原文地址：今日头条