人类首张黑洞照片刷屏朋友圈，你该怎样正确打开它？
昨晚你的票圈是不是突然跳出了好多“天文爱好者”？而能让全球热议的天文大新闻，就是它——人类首张黑洞照片。
北京时间2019年4月10日晚上9时，事件视界望远镜组织（event horizon telescope collaboration, eht）在上海等全球六地同时发布了这张震撼人心的黑洞照片。然而，如果你对着这张黑乎乎还不高清的照片还是一脸懵，不慌，你需要的科普全在这了。
黑洞不是黑色的洞吗？
严格来讲，黑洞并不是一个“洞”，而是宇宙中的一个特殊天体。
黑洞最开始是一个频临死亡的恒星，但它的质量必须是太阳的数十倍以上。随着恒星内核能量逐渐耗尽，无法承受外核重量的内核开始塌陷。就这样，所有物质不断缩小，成为一个体积接近无限小，而密度超级大的点——奇点（gravitational singularity）。
由于奇点质量极大体积极小，它会形成强大的引力场，吸收周围物质，包括光。而这个“黑色势力范围”就叫做事件视界（event horizon）。它是光能逃离黑洞的最近距离，这也就意味着视界内的任何事件是无法被视界外的观察者给看到的。而事件视界的存在也使得黑洞无法被直接观测。而且，跨进这条边界，任何物理原理都不再适用。
至此，黑洞就已经形成了。刚刚诞生的黑洞是“饥饿”的，它开始把体积较小的恒星的气体吸到自己身边。这些气体在被吞噬前会堆积在事件视界的外圈，被称为吸积盘（accretion disck）。由于吸积盘位于事件视界的外侧，可以被观测，所以它也成为科学家定位黑洞的重要依据。
如果吸积气体过多，一部分气体会沿着磁场运动，以超高速度喷射强能量物质，这就是喷流。喷流可以促进新恒星的形成，也能调节星系演化。
所以，黑洞可不简单，它连接着恒星的死亡与新生，有着极大破坏力的同时也孕育着生机。也正因如此，才吸引着人们不断去探索它，一窥其真面目。
这张照片真有那么重要？
那是相当重要，虽然我们经常能听到有关黑洞的讨论，甚至会在有些影视作品中看到黑洞的影像，但事实真相是，我们从未亲眼看到过黑洞的样子，所有关于黑洞的理论和图像都只是预言和模拟。但是，所有这一切都在人类首张黑洞照片发布后发生了改变。
它不仅是人类第一次直接确认黑洞的存在，同时也证明了爱因斯坦的理论是对的。
1915年，爱因斯坦提出广义相对论。在广义相对论中，引力被描述为时空的一种几何属性（曲率），而时空的曲率则通过爱因斯坦重力场方程和处于其中的物质及辐射的能量与动量联系在一起。广义相对论在天体物理学中有着非常重要的应用，它首次预言当一颗垂死恒星崩溃时，会形成时空极度扭曲以至于包括光在内的所有物质都无法逸出的区域，即黑洞。
在随后的日子里，人们虽然捕获过一些间接影像，但从没有看到过黑洞的真面目，直到我们成为第一批幸运儿。科学家也表示，该图像的特征和爱因斯坦的广义相对论完全一致，进一步验证了它的正确性。
那这一次，科学家们是怎么做到给黑洞拍照的？
给黑洞拍照的“事件视界望远镜”观测行动，可以说是史上最难的星际观测项目之一。
这一次所拍摄的黑洞位于超大质量星系m87的中心，距离地球5500万光年，质量为太阳的65亿倍。虽然这次所拍摄的黑洞很大，但由于距离遥远，因此从地球上来看就显得非常小。小到什么程度呢？给这个黑洞拍照就像是站在地球上给月球上的一个橘子拍照。
另外，由于星际空间中充满了带电粒子，这使得从黑洞发出无线电波会被散射，从而模糊了黑洞的细节。
为了克服这些观测困难，eht调动了位于世界各地的8个射电望远镜。这些望远镜通过使用“甚长基线干涉测量技术”联合起来，组成了一个跟地球一样大的望远镜。2017年4月，8台望远镜在原子时钟的协调同步下，瞄准包括m87黑洞在内的两个目标持续观测了10天。
eht花了两年的时间才把这张黑洞照片给“洗出来”——8台望远镜收集的数据有5petabytes之多，相当于4万人一生自拍的数据量。由于数据实在是太大了，通过互联网进行传送并不现实。因此保存这些数据的硬盘直接被空运到了位于美国麻省和德国波恩的实验室。南极望远镜的数据直到2017年12月才被送达，原因是在此之前南极正值冬季，所有物资都无法进出南极。
2018年，整个团队被分成了4组来分别对数据进行分析，并从中拼接出黑洞图像。为了保持客观和防范偏见，团队之间不进行任何联系。在经历多年的学习和失望之后，eht已经为一个不确定或模糊的结果做好准备，但实际情况是，最后出来的黑洞照片意外的清晰。
这一次的合作汇集了全球超过200名科研人员的共同努力，中国科学院天文大科学研究中心参与了位于美国夏威夷的东亚jcmt望远镜对黑洞的观测，多名中国学者还是此次黑洞照片相关论文的作者。
这只是一个开始，eht还在不断发展壮大，带来更多研究成果。
2018年4月，位于格林兰岛的一台望远镜加入到了组织当中。eht对银河系和m87还进行过另一次观测，捕捉的数据量是2017年那次的两倍。这些数据并没有出现在这一次的结果当中，但会被用来进行验证以及监测黑洞的变化。除此之外，目前还有两台望远镜正在等待加入eht的过程当中。
eht的另一观测目标是位于银河系中心的sagittarius a*黑洞。但是由于跟m87的黑洞相比，sagittarius a*更小，并且银河系中模糊图像的气体和灰尘也更多，因此它的图像捕捉起来也就更困难。eht仍在处理这项任务当中。
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由于奇点质量极大体积极小，它会形成强大的引力场，吸收周围物质，包括光。而这个“黑色势力范围”就叫做事件视界（event horizon）。它是光能逃离黑洞的最近距离，这也就意味着视界内的任何事件是无法被视界外的观察者给看到的。而事件视界的存在也使得黑洞无法被直接观测。而且，跨进这条边界，任何物理原理都不再适用。
至此，黑洞就已经形成了。刚刚诞生的黑洞是“饥饿”的，它开始把体积较小的恒星的气体吸到自己身边。这些气体在被吞噬前会堆积在事件视界的外圈，被称为吸积盘（accretion disck）。由于吸积盘位于事件视界的外侧，可以被观测，所以它也成为科学家定位黑洞的重要依据。
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