如何评价人类的第一张黑洞照片？

※鱼鱼╰☆

谢邀
很多人看到这张黑洞的照片最大的疑惑就是黑洞为啥不是黑的？它不是引力强大到连光都无法逃逸吗？难道黑洞也会像劣质手机屏幕一样漏光吗？
其实是这样的，黑洞之所以被称为黑洞就是因为它强大的引力让光都“掉”了进去，附近所有的物质都逃不过他强大的引力。但是黑洞的引力大小也是会随着距离增长而减弱的，不然远在无穷远处的我们岂不是都会被吸进去了？而这个范围被称之为黑洞的视界，在视界范围之内光都无法逃逸。
那么为什么会发光呢，其实是因为黑洞周围吸附的尘埃引起的，黑洞形成一个巨大的引力中心，而周围的星际物质会被吸附而形成圆盘一样的星盘环绕在周围。而受到引力的作用，他们之间会产生巨大的压力，在挤压之下这些尘埃就会发光（黑洞引力造成的压力非常强大，可以让原子核破碎的程度，可以想象一下能量有多强）。
以及这张照片的意义其实非常巨大，因为在地球上是不可能存在这样引力条件的地方的，不然我们都被吸进去成了光子了。而通过对黑洞的观测可以验证广义相对论的很多假设……这里，额物理学渣告辞了

dgd78

以下引自 Nature自然科研：8台望远镜，两年分析：给黑洞拍照不容易 ：
天文学家终于捕捉到黑洞的黑暗真容了。通过集结全球的射电望远镜，天文学家首次拍到了黑洞的危险边界——事件视界的照片，周围可见一圈光环。
“我们在时空的尽头看见了地狱之门，”荷兰拉德堡德大学天体物理学家Heino Falcke在布鲁塞尔的新闻发布会上说，“你所看到的是时空扭曲形成的一个火环。光在黑洞周围传播，看起来像一个环。”
M87星系中心黑洞的首张照片。来源：EHT Collaboration
上图展现了M87星系中心的特大质量黑洞，它距离我们有1600万秒差距（5500万光年），质量是太阳的65亿倍。所得照片以前所未有的细节向我们展现了事件视界。在巨大的引力作用下，任何物体，即使是光也无法从事件视界内逃脱。

4月10日，“事件视界望远镜”（EHT）合作项目在全球四大洲同步召开六场新闻发布会，公布了这张万众期待的黑洞照片，其拍摄难度相当于从地球拍摄月球表面的一个甜甜圈。相关论文于同一天发布在《天体物理杂志快报》（Astrophysical Journal Letters ）上。
斯坦福大学天体物理学家Roger Blandford表示，这张照片是一项“了不起的成就”。“当我还是学生时，我做梦也不会想到这种事情会成真，”他说，“结果再次确认了广义相对论关于强引力场的预言是正确的。”


加州大学洛杉矶分校的天文学家Andrea Ghez表示：“我太激动了。”她说这些照片是黑洞周围有“光子环”的“确凿证据”。


全球6场新闻发布会同时公布黑洞照片。
黑洞预测

近一个世纪前，物理学家根据爱因斯坦的广义相对论首次推断出黑洞的存在，不过在此之前，科学家只能找到间接证据，而现在EHT 对这些预测做出了一次前所未有的有力验证。


2017年4月，EHT团队用5个晚上观测了两个特大质量黑洞——M87黑洞和银河系中心的人马座A*（Sagittarius   A*）。团队集结了分布在世界各地的8台射电望远镜，达到的分辨率刚好可以观测到这两个天体。这些望远镜远至夏威夷和南极，每一台采集的数据量都超过了大型强子对撞机（LHC）一年的数据总量（见“全球合作”）。经过两年的分析处理，黑洞照片最终得以问世。


在整合了所有望远镜的数据之后，EHT团队于2018年年中开始了分析工作。他们很快发现，可以先“冲洗”出一张M87的清晰照片。Falcke说：“当第一批数据出来的时候，我们就决定把重点放在M87上，因为我们知道结果将会非常惊艳。”


在布鲁塞尔的新闻发布会上，同样来自拉德堡德大学的天体物理学家Monika Moscibrodzka表示，现有的测量数据还不够精确，无法测量出M87黑洞的自旋速度——自旋是黑洞的一个关键特征；不过能表明其自旋方向是顺时针的。进一步展开研究或许还有助于科学家发现黑洞喷流是如何产生的。


EHT团队接下来将重点分析人马座A*的数据。团队成员、法兰克福大学的理论天体物理学家Luciano   Rezzolla表示，人马座A*大约只有M87黑洞的千分之一大小，每次观测期间，物质绕其旋转的次数较多，因而会产生快速变化的信号，而不是一个稳定的信号。这会增加数据解读的难度，但其背后透露的信息量可能也会更大。
NIK SPENCER/Nature; Avery Broderick/University of Waterloo (IMAGES bottom)
事件视界是黑洞的典型特征。从附近观测时，事件视界看起来就像覆盖在其内部物质周围的一个球面。由于光只可能从外向内单向穿过这个表面，因此，整个球体看上去几乎是漆黑一片。


黑洞的事件视界看上去会是实际大小的5倍，这是因为黑洞会扭曲周围的空间，使光的传播路线发生弯曲。华盛顿大学物理学家James Bardeen最先于1973年发现了这一效应，其原理类似于放入一杯水中的勺子看起来会变大。Bardeen还指出，黑洞投射的“暗影”会更大。这是因为在事件视界的特定范围内，大部分光线会由于极度弯曲而绕黑洞传播。
地球口径望远镜

射电天文学家通过计算发现，为了分辨事件视界的细节，他们需要一台口径相当于地球直径的望远镜（望远镜分辨率与望远镜大小成正比）。好在一种名为干涉测量的技术可以突破这一障碍。这项技术需要使用多台望远镜，且望远镜之间的距离要足够远，并同步观测同一个对象。联合观测时，这些望远镜就好比一个大型望远镜碟面的一部分。


全球许多团队都优化了原有技术，改装了主要观测设备，以便能参与观测。其中，哈佛大学Shep Doeleman团队让口径10米的南极望远镜和造价14亿美元的智利阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波望远镜阵列（ALMA）达到了观测要求。


2014年，Falcke、Doeleman和世界各地的团队联合组成了EHT合作项目，并于2017年进行了首次横跨地球的观测。他们在4月为期两周的窗口期内对人马座A*和M87进行了观测，当时各望远镜所在位置最有可能同时拥有适宜观测的天气条件。


海量原始数据被记录在硬盘中，经过海陆空运输，最后汇聚到了马克斯·普朗克射电天文学研究所和麻省理工学院海斯塔克天文台。


去年，还在进行数据处理的时候， Falcke便告诉《自然》，他预计这次实验可以收集到大量关于黑洞结构的信息，但是不会得到一张漂亮的图片。他说最多看起来就像“一颗难看的花生”，“或者，首张照片就是几个点。连花生都不像。”




2018年，EHT再次展开了观测——目前仍在对观测数据进行分析，但取消了原定于今年的观测计划，因为EHT一个最重要的观测点——位于墨西哥的50米大型毫米波望远镜——周围存在安全隐患。他们计划从2020年开始每年执行一次观测任务。


EHT合作项目目前正在筹集资金，计划在非洲建立一个观测点，填补观测网络中的一个主要空白，亦即将一台退役的15米瑞典望远镜从智利转移至纳米比亚的甘斯堡桌山。目前，EHT观测网已经确定了两名新成员：格陵兰望远镜和法国阿尔卑斯山望远镜阵列。


EHT观测网的不断扩大有助于天文学家进一步深入探索黑洞，大型毫米波望远镜的物理学家David Sánchez Argüelles表示，这将带我们进入“黑洞的内部世界，看看和我们预想的是否一样”。


“看到这个结果令人感到十分欣慰，也十分惊喜，”Doeleman说，“你知道我本来以为会是什么吗？一个团而已。能看到这个环可以说是最好的结果了。”
原文发布在2019年4月10日《自然》新闻上, 作者Davide Castelvecchi


www.nature.comNature|doi:10.1038/d41586-019-01155-0

kuaizio

找到个法兰克福大学的对M87黑洞3D模拟视频。
从黑洞周围的等离子体、准直喷流以及黑洞阴影等几个角度介绍黑洞。
图为黑洞阴影
觉得画面很美。忍不住简单做了字幕。如有不足欢迎指出。亲山。


https://www.zhihu.com/video/1100266603471577088
感谢 @Yuwei Geng 的指出，粗心得把准直当作公里，已修改。

boma

来更新了







第一张黑洞的照片可以改变我们知道宇宙的每一件事情。-------------CNET

事件视界通过算法虚拟了一个和地球一样大小的望远镜 。这使它有能力收集来自我们银河系中心的黑洞射手座A的超质量黑洞的数据。
黑洞，物理学中最具有传奇色彩的名词之一，也是宇宙中最有趣和最神秘的物体之一。无论是在学术界，还是科幻小说中。尽管它对于我们有无穷无尽的吸引力，可是我们从未看过它的真面目。是的，我知道你在想什么：“我看过很多黑洞照片。”
也许你正在想这样的图片：
来自NASA
上述照片主要来自美国宇航局钱德拉X射线望远镜收集的数据，该望远镜能够探测到被拉向事件视界或黑洞周边的超热物质。 但今晚可能改变。
事实上，类似类似这样的照片，都是科学家们基于一些数据，让艺术家绘制的模拟图像。


事件视野望远镜 实现了科学和技术的一个里程碑式的时刻，它实际上是一系列分布在地球上的望远镜。
这一次事件视野望远镜 获取所有这些数据并不容易。事实上，之所以它花这么长时间是因为望远镜收集这么多的信息(大约1PB或者一百万千兆字节)。它是物理学或天文学中任何其他实验的最大记录量。
团队不得不等待硬盘技术发展，以便能够保存团队正在收集的大量数据。“五年前，你无法购买足够的硬盘来在望远镜上获得数TB的数据，大量数据显示可能会改变我们对黑洞的理解。这些天体非常密集，人们认为它们实际上会在周围的时空中留下印记，扭曲重力并对周围环境产生奇怪的影响，科学家们仍在试图理解这些影响。一张黑洞的照片可以告诉我们更多关于这些奇怪发生的事件。


这次的照片足以证明爱因斯坦是正确的。那是因为EHT图像中黑洞事件视界的形状可以证明阿尔伯特爱因斯坦关于引力如何运作的理论，或者对它产生新的疑问。 简而言之（虽然看似巨大的密度之一），爱因斯坦说引力实际上可以扭曲时空结构，这最容易被认为是地球，太阳和其他一切星体所处背景。
因此，当一颗大星坍塌在自身并变成一个非常密集的物体时，它具有强烈的引力，它具有一些严重的翘曲力（扭曲周围的空间）。 这个疯狂密集的超级吸盘在黑洞的中心被称为“奇点”。奇点是如此强大，它可以扭曲时空，并在事件视界附近弯曲光线。
导致所有这些混乱的奇点实际上隐藏在黑洞的阴影后面的某个地方。

ylzhang

生在这个时代真幸运，能见证这么多重要时刻。
我不是相关工作者，对天文也没有过多研究。应该代表了大多数人。看到这个新闻登上了热搜，点进去看了看。
单看这张照片真普通啊，黑洞像甜甜圈一样。原来它是个天体，不是个洞啊。但是这张普通的照片凝结了多少科学工作者多少努力。全球的天文工作者为了这张照片相互协作和努力，这一刻我突然想到了“命运共同体”这个词。
很多人缅怀，可惜爱因斯坦看不到了，可惜霍金看不到了。多幸运，我们看到了。我们生在这个时代见证了多少次奇迹和历史事件啊。
曾经有一个朋友说他想活很久很久，看一看未来的世界会变成什么样子。我总和他辩论，我只想做个普通人，该活几天就活几天吧。但是这一刻我突然发现，能多看见一些未来的东西多好啊。
我也想看看未来还有多少神奇的事情发生，让人充满向往！