当我们在谈论黑洞照片的时候，我们在谈什么

昨天一张黑洞的照片刷爆了各大社交媒体以及笔者的朋友圈。我做为一名业余的物理爱好者，尽量写一篇大家能看的懂的科普，从通俗的角度来仔细说一下这张照片的由来。

如果把黑洞比做一位神秘的新娘，那么黑洞的事件视界类似于新娘的红盖头，黑洞周围的吸积盘则类似于婚礼现场的炫丽华彩。一般来说我们给一个物体拍相片，是指通过采集这个物体向身辐射或者反射其它发光体的光线来对它呈像，而这次的照片并没有新娘的脸，而是整个婚礼现场的照片，而目前黑洞这位神秘的新娘还没有掀开盖头。

让我们慢慢来解释这些概念，首先我们简单科普一下广义相对论，爱因斯坦在上个世纪初提出凡是有质量的物体都会对空间有弯曲的效应，直观的讲可以看这张图，

那么如果一个物体密度特别大，那么他就可以将周围的空间压成一团，360度不留任何死角的拦截任何想要逃逸出去的粒子，那么此时这个物体就塌缩成了一个黑洞，而黑洞的边缘则称为黑洞的事件视界，事件视界阻止其内部任何物体的逃逸行为。

黑洞这位神秘新娘非常的高冷，举例来说，一太阳质量的黑洞的温度仅有60nK，温度极低，但是由于其巨大的吸引力，使经过他的物体全部被深深的吸引，无法轻易的转身离开。吸积盘就是由黑洞周围的弥散物质组成的、围绕黑洞中心体转动的存在。吸引盘就像紧紧围绕在新娘周围的人群，他们为了一探新娘的芳容而聚集在她身边，不断的转动，不断的靠近，这里人头攢动，热力非凡。由于物质间的不断摩擦，吸积盘上的温度可比黑洞的高多了，他正像是婚礼现场的炫丽灯火，将整个现场照亮。

当然黑洞温度虽低却也不是完全不发光发热的，根据量子理论在空间中总是会不断的产生正反粒子，然后正反粒子会相互结合并湮灭为空，而如果成对的正反粒子恰子在黑洞的事件视界上被产生出来，其中一个粒子会坠入黑洞永远不会再出来，而另一个粒子，由于其在视界边缘的逃离速度恰恰就等于光速，所以能幸运的逃离出来，从而产生这种黑洞辐射。

而人类做在远处的观测者，几乎拍不到黑洞辐射本身的呈像，只能通过吸积带产生的强烈热辐射效应来一窥黑洞的究竟。不过给黑洞拍照依旧非常难，因为可观测的黑洞离地球都太远了，本次的相片中的黑洞来自M87，她位于室女座方向的一个巨椭圆星系，距离我们约5500万光年，M87中心有一个超大质量黑洞（现在按银心黑洞的命名习惯被称为M87*），其质量约为65亿倍太阳质量。

M87*的优点是其吸积盘活动非常强，质量也很大，不过这个黑洞离我们真的非常远。所以拍照又用到了“甚长基线干涉测量”（VLBI）技术，从VLBI的设计思想中明显能看出大数据处理技术的影子，我们如果在同一时间在不同位置观测同一物体，那么各观测值与各观测地点都会呈现出特定的几何关系，那么利用各观测值间的关系对于真实值进行更精准的估计。

本次拍照用到的望远镜由8个射电望远镜组成，它们分别是：南极望远镜（SPT）、智利的阿塔卡马大型毫米波阵（ALMA）、智利的阿塔卡马探路者实验望远镜（APEX）、墨西哥的大型毫米波望远镜（LMT）、美国亚利桑那州的亚毫米望远镜（SMT）、美国夏威夷的亚毫米望远镜（SMA）、美国夏威夷的麦克斯韦望远镜（JCMT），以及西班牙射电天文台的30米口径毫米波望远镜（IRAM）。正是这8台望远镜被同一原子钟精确授时并保证同步，形成了一个巨大的虚拟望远镜，才完成了给黑洞拍照这个不可能完成的任务。

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