今天晚上21:00，首張黑洞照片即將面世！
北京時間4月10日，國際標(biāo)準(zhǔn)時間星期三下午1點（北京時間星期三晚上9點），中國、美國、比利時、丹麥、智利、日本和中國臺灣地區(qū)科學(xué)家將同時舉行新聞發(fā)布會，以展示期待已久的事件視界望遠鏡的觀察結(jié)果。
人們期望事件視界望遠鏡能為黑洞拍下第一張照片。
事件視界望遠鏡是由分布在四大洲的10個射電望遠鏡組成的一個巨大網(wǎng)絡(luò)，它們協(xié)同運行，作為一臺儀器對位于銀河系中心的一個黑洞進行觀察。
科學(xué)家聲稱，事件視界望遠鏡對深空天體的觀察能力，相當(dāng)于在紐約能數(shù)清洛杉磯的一個高爾夫球表面的凹痕。
為黑洞拍照將意味著天體物理學(xué)的一次重大突破，標(biāo)志著一個世紀(jì)以來人類對黑洞理論的研究和觀測工作達到一個高潮。
甚至在一、兩代人之前，科學(xué)家也不完全確定黑洞的存在，因為雖然從數(shù)學(xué)上說它似乎是存在的，但人類從未直接觀測到過它。
很少有人比幫助確立黑洞存在的這個人更討厭黑洞：他就是阿爾伯特·愛因斯坦。
他在1915年發(fā)表的廣義相對論，闡述了物質(zhì)是如何引起空間和時間（時空）彎曲的——就像把一個保齡球放在彈簧墊上、彈簧墊表面會向下凹陷那樣。引力是宇宙幾何形狀變形產(chǎn)生的效應(yīng)。
物理學(xué)家這樣表述廣義相對論：“物質(zhì)引起時間和空間彎曲，空間和時間引起物質(zhì)運動。”
就在愛因斯坦廣義相對論方程發(fā)表數(shù)個月后，德國科學(xué)家卡爾?施瓦茲希爾德（Karl Schwarzschild）修訂了愛因斯坦的方程，并得出了一個令人不安的結(jié)論。
他發(fā)現(xiàn)，如果一個物體密度足夠大，它最終將在時空中形成一個被稱作奇點的“無底洞”。
到1960年代，奇點被稱作黑洞，是非常強大的引力陷阱，任何物體一旦進入，就再也無法返回了。黑洞的引力場非常強大，即使是光也不能逃離事件視界（是一種時空曲隔界線，可以理解為是黑洞的邊界）。
愛因斯坦認(rèn)為奇點的概念很荒謬，專門進行研究來批駁這一概念，但隨著時間推移，越來越多的研究人員發(fā)現(xiàn)了更多線索：施瓦茲希爾德古怪的想法可能是符合實際的。
專門研究恒星演化的天體物理學(xué)家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡(Subrahmanyan Chandrasekhar)解釋說，一些恒星在“壽命結(jié)束”后會坍塌。
之后，物理學(xué)家羅伯特·奧本海默（J. Robert Oppenheimer）和哈特蘭?斯奈德（Hartland Snyder）闡述了恒星坍塌的持續(xù)過程，最后會形成施瓦茲希爾德所說的奇點。
但是，由坍塌的恒星形成的恒星質(zhì)量黑洞并不是宇宙中唯一的黑洞類型。
在1960年代和1970年代，科學(xué)家們提出，他們稱之為類星體的一些神秘的明亮天體，實際上可能是由過熱旋流物質(zhì)組成的云，它們分布在質(zhì)量是太陽數(shù)十萬倍的黑洞周圍。
隨著這些超大質(zhì)量黑洞吸收氣體和星塵，根據(jù)黑洞理論，事件視界之外的物質(zhì)運動會加速，其中一部分被拋回到星系中。
除這些超熱氣體流外，這一過程還會輻射X射線和無線電波。所有這些活動都使黑洞成為宇宙中最明亮的天體，掩蓋了它們中心區(qū)域的黑暗。
1974年，位于美國西弗吉尼亞州的格林班克射電望遠鏡的研究人員，捕獲了來自銀河系中心強大的無線電信號。這是人馬座A *黑洞存在的第一個觀測證據(jù)。整個銀河系都圍繞這一黑洞旋轉(zhuǎn)。
目前，天體物理學(xué)家認(rèn)為，所有大星系的中心都“潛伏”著超大質(zhì)量黑洞。有關(guān)這一理論的一個最大的未解之謎是“先有雞還是先有蛋”：先有黑洞還是先有星系？
黑洞并不是人類應(yīng)該擔(dān)心的諸多天體之一。它們不會伺機吞噬美麗的行星，更不是宇宙真空吸塵器。不過，我還是不想跨過事件視界，那樣我就完了。
麻省理工學(xué)院退休物理學(xué)教授雷納·韋斯（Rainer Weiss）因探測黑洞碰撞產(chǎn)生的引力波而獲得諾貝爾獎。他解釋說：“最終，黑洞會撕裂人體；再往黑洞中心運動，它會摧毀每一個分子；到更靠近黑洞中心的區(qū)域，它會摧毀所有的原子核?！?/strong>
最終“人體”會達到奇點。根據(jù)物理方程的描述，奇點的時空曲率變得無限大，所有已知的物理定律都不再適用。
韋斯說：“當(dāng)時，沒有人知道該如何解釋奇點。”
他指出，要理解奇點，“人們需要掌握量子引力理論，而我們尚未建立起成熟的量子引力理論”。
科普作家經(jīng)常將黑洞描述為怪異的天體，但實際上它們并不怪。事實上，進入黑洞的物質(zhì)都被剝奪了除質(zhì)量、電荷和旋轉(zhuǎn)之外的所有特性。隨著接近黑洞中心的“奇點”，質(zhì)子、中子、電子、大金屬原子，進入的一切物質(zhì)都變得沒有什么差別。
物理學(xué)家約翰·惠勒（John Wheeler）宣稱黑洞“沒有頭發(fā)”，這里指的是黑洞沒有發(fā)型，沒有任何個性化和引人注目的特性。
物理學(xué)家布萊恩·格林（Brian Greene）在他的《優(yōu)雅的宇宙》一書中指出，黑洞的這一特性使它與亞原子粒子不可思議地相似，這催生了“奇怪的猜測，即黑洞可能是巨大的基本粒子”。
至于什么是奇點，沒有人真正知道。我們可能無法用空間坐標(biāo)來描述它，而且奇點也不存在時間。從某種意義上說，奇點什么也沒有，沒有任何活動發(fā)生。
紐約Flatiron研究所計算天體物理中心的天體物理學(xué)家奇亞拉·曼加萊利（Chiara Mingarelli）表示：“什么是黑洞？這是當(dāng)下科學(xué)界的重大未解之謎之一。什么是奇點？在數(shù)學(xué)上我們把它定義為時空的無限曲率。但這不可能是真的?！?/strong>
她的意思是，數(shù)學(xué)可能與奇點的實際情況不符，“從數(shù)學(xué)上說，這是我們能給出的最好的解釋，但如果我們能看到黑洞的中心——奇點，它可能會是某種物質(zhì)”。
著名的LIGO實驗，已成功地捕獲黑洞融合的信號。在第一次探測到引力波時，估計兩個黑洞的質(zhì)量各約相當(dāng)于30個太陽。當(dāng)它們?nèi)诤蠒r，大約相當(dāng)于三個太陽質(zhì)量的能量以引力波的形式輻射到整個宇宙中。
事件地平線望遠鏡觀察了兩個超大質(zhì)量黑洞：人馬座A *和M87。M87是室女座星系團中一個巨大的橢圓星系。雖然銀河系的中心黑洞質(zhì)量相當(dāng)于430萬個太陽，但M87中的黑洞的質(zhì)量可能相當(dāng)于高達60億個太陽。M87以噴射在星際空間中綿延大約5000光年的粒子流而聞名。
因此，星期三科學(xué)家可能公布銀河系或M87，或同時公布兩者中的超大質(zhì)量黑洞照片。照片可能顯示黑洞的輪廓或陰影。
天體物理學(xué)家期望黑洞照片能提供有關(guān)愛因斯坦廣義相對論的信息。照片可以顯示黑洞如何扭曲它周圍的空間，其中包括引力透鏡效應(yīng)。
耶魯大學(xué)天體物理學(xué)家普里亞姆瓦達?那塔拉?。≒riyamvada Natarajan）說：“形象地說明引力透鏡效應(yīng)，就是人能夠看到頭后邊的物體。我們建立了有關(guān)黑洞，特別是事件視界的模型和理論，并進行了一些模擬，以對黑洞進行觀察，拍下黑洞照片將是令人難以置信的，這是對我們科學(xué)研究的一種證明。”
換句話說：理論是偉大的，但眼見為實。
參考資料：
https://tech2.org/a-brief-history-of-black-holes-while-we-await-the-great-revelation-of-the-horizon-event-telescope/
