黑洞這個詞我們所有人都聽過，卻又不太熟悉。在北京時間4月10日21點整，全球六地同時召開新聞發布會（比利時布魯塞爾、智利聖地牙哥、中國上海和臺北、日本東京以及美國華盛頓），共同迎接黑洞照片的到來。經過全球200多位科學家的多年努力，人類歷史上首張黑洞照片面世了。
我們作為第一批看到黑洞的人類，當然無比興奮。在我們仔細觀察黑洞照片的時候，是不是突然有一種似曾相識的感覺？ 沒錯，我們一定在哪裡見過！
事實證明了愛因斯坦是對的！人類真的首次看見了黑洞。
那麼黑洞到底是什麼你了解嗎？早在1784年11月，英國天文學家約翰·米歇爾提出了宇宙中存在一個巨大的甚至光線無法逃脫的空間。並且他說到，這種超大質量但非輻射的物體，可能可以通過其對附近可見物體的引力作用而被探測到，後面一系列科學家發展了這一理論，包括我們熟知的愛因斯坦和霍金。
根據愛因斯坦的廣義相對論，在宇宙中存在這樣一個特殊的天體，它的質量密度極大，就算光都無法脫離它的引力。在靠近黑洞時， 時間將會停滯甚至倒流。而在黑洞中央，會有一個任何物理規律都無法解釋的「奇點」。
而1973年，霍金等人在廣義相對論的基礎上提出了黑洞無毛定理：任意兩個黑洞，只要質量、自旋和電荷都相等，那麼這兩個黑洞應該是完全一樣的，就像兩個電子一樣是不可區分的。在模擬中，無論我們如何改變黑洞的自轉速度以及虛擬觀測者的位置，黑洞的「陰影」總是呈現為近似圓形，而這個巧合，只有在廣義相對論成立的情況下才會出現。
未拍到黑洞照片之前藝術家眼中的黑洞
從1970年左右開始，天文學家逐漸在宇宙中找到黑洞可能真實存在的觀測證據。天文學家發現的黑洞候選體大體上可以分成兩大類別：恆星質量黑洞與超大質量黑洞。
直到2015年，人類首次探測到了來自宇宙中的引力波，引力波的探測可以說是近幾年物理與天文學界最重大的突破之一。它不僅進一步驗證了廣義相對論，而且還對引力波與黑洞的存在給出了關鍵的觀測證據。
未拍到黑洞照片之前科學家眼中的黑洞
此次事件視界望遠鏡（EHT）國際合作項目探測的兩個黑洞分別是銀河系中心黑洞和位於室女座方向的橢圓星系M87中心的黑洞，這兩個黑洞都屬於超大質量黑洞。超大質量黑洞的質量通常介於百萬到百億倍太陽質量之間，其典型值是數億倍太陽質量。從理論上來說，黑洞的質量都集中在中心密度無窮大的奇點，奇點之外是彎曲糾纏的時空。
黑洞接近太陽系的想像圖
如果有未知黑洞靠近我們的家園太陽系，可能會把一些外太陽系的小天體散射進入內太陽系；如果黑洞進入太陽系，它甚至會影響地球的運行軌道，給地球生命帶來災難性影響。黑洞吸積過程產生的高能輻射與噴流也可能對地球產生重大影響。
上海發布會，專家解讀黑洞
首張黑洞照片拍攝設備叫事件視界望遠鏡（EHT）。而在此之前，人類雖然發明了天文望遠鏡已有好幾百年，但是想觀測那遙遠的黑洞，單獨依靠某個天文望遠鏡是根本不可能的。
因此，在過去10多年時間裡，麻省理工學院的科學家們聯合了其它研究機構的科研人員，開展了激動人心的「事件視界望遠鏡」（EHT）項目。EHT項目，是由全球200多位科研人員共同達成的重大國際合作計劃，通過「甚長基線幹涉技術」和全球多個射電天文臺的協作，構建一個口徑等同於地球直徑的「虛擬」望遠鏡，以用於黑洞探測。
自2006年第一次數據採集以來，事件視界望遠鏡陣列，每年都在向其全球射電望遠鏡網絡增加更多觀測站。
望遠鏡在全球分布示意圖
2017年4月，事件視界望遠鏡陣列中的8臺望遠鏡同時運行，完成了對黑洞相關數據的收集。當然僅靠望遠鏡是能夠觀測到部分的黑洞結構，為了看到完整結構，EHT開發了一系列的成像算法，用有限的數據繪製完整的圖片。望遠鏡陣列的基線長度和地球大小相當，角解析度可達幾十微角秒，因此具備對銀河系中心黑洞和射電星系M87中心黑洞視界面附近區域進行成像的能力。
但是要完成給黑洞後拍照後的「衝洗」過程，也並不容易。視界面望遠鏡每晚所產生數據量可達2PB(1PB=1000TB=1000000 GB)，這些數據量在經過大型計算機群的數據合併與分析後，才能產生關於黑洞的圖像。而這一過程，已經持續了將近2年時間才得以完成。
2分鐘帶你看懂人類史上首張黑洞照片如何拍成
雖然科學家對黑洞及黑洞的拍成作了很多解釋，我們依然還是一知半解，感興趣的同學可以搜集學術期刊去做更多了解。然而網友們儘管對「黑洞」仍有諸多疑惑，但大家的注意力很快便轉移到「玩」黑洞上。
這不，包括五月天的阿信都帶頭玩起了黑洞。
網友們發揮著各自的想像，P圖高手們忙著移花接木，吃貨們更是想到了甜甜圈。
外國網友們也玩的很開心。
程式設計師秀起了代碼：「我們收到了從黑洞發出的一個消息」（代碼中的「Hello, World!」是計算機程式語言最基本的程序）。
美國網友感謝愛因斯坦和霍金。
日本網友緊跟時事熱點，放出了日本內閣官房長官菅義偉宣布新年號「令和」的梗。
好了，咱們言歸正傳。其實我們今天看到的這張黑洞照片，背後凝結的是人類科學家的不懈努力，也是當下人類構建命運共同體最現實的寫照。
而這張黑洞照片，也不僅僅是一張簡單的照片，其對於人類探索宇宙而言意義非凡。它將驗證愛因斯坦的廣義相對論，幫助科學家了解黑洞是如何吞噬物體和噴射噴流的，以及證明黑洞的邊緣，即黑洞的視界的存在，或許還能找到不同於黑洞的未知物體。
這些年來，隨著科技的進步，全人類探索宇宙的熱度可謂不斷上升。包括去年下半年，美國「洞察者」號探測器成功登陸火星；今年年初，我國「嫦娥四號」探測器又順利著陸在月球背面，傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖。
今年由劉慈欣的科幻小說改編的科幻電影《流浪地球》也引發了廣大網友對宇宙和科幻的討論。相比於這浩瀚的宇宙，人類終究還是渺小的，但是人類對宇宙的探索從未停止，相信終有一天，我們會一步步揭開宇宙奧秘的真相。
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