本文来自微信民众号：量子学派（ID：quantumschool），编纂：暗黑菠萝皮，作者：量子君，原题目《别闹了，一张照片看不清黑洞》，头图©东方IC

引子：黑洞，很帅

从2017年4月5日最先，一个国际合作的天文项目（Event Horizon Telescope，EHT）最先对两个特别天体举行观察：间隔地球 25000 光年，位于银河系中心人马座A，和间隔地球5300 万光年的M87室女座星云。观察的目的不是通例的天体，而是两个疑似的超大质量黑洞。黑洞正亘古未有的暴露在人类的视网膜中。

两年曩昔，2019年4月10日21点，EHT终究正式宣布了首张黑洞照片，这是100多年来，自广义相对论预言黑洞存在后，人类第一次看清“黑洞”，也就是我的实在模样容貌。

是的，我的照片有一种稀里糊涂的性感，一种说不清道不明的帅：

人类，你真的自信看清我了吗？

我从哪里来？

我的母亲曾是一颗熄灭的恒星，她给宇宙带来百亿年亮光，但是，她的生前越是绮丽绚烂，身后越是艰涩昏暗。

但并不是每个恒星母亲都能降生黑洞，我的母亲质量最少凌驾3到4个太阳。

小于0.4个太阳质量的恒星，耗尽中心的氢以后，不会发作转变末了酿成红矮星。

0.4-3.4个太阳质量的恒星，当中心氢耗尽以后坍缩，内核会构成小而密的白矮星。

凌驾3.4倍的太阳质量的恒星，末了会爆炸发作超新星。

超新星爆炸会发作两种效果:

一种是恒星完整崩溃，化成星际物资，终了恒星终身；

另外一种是留下中心高密度白矮星，白矮星的质量凌驾1.44倍的太阳质量以后，会继续坍缩，构成中子星。

若是中子星质量大于3.2倍太阳质量，那末中子星还接着向内坍缩，直到中子被压碎。当恒星半径小于史瓦西半径，就会构成黑洞。

母亲怀我的历程异常困难：跟着体内的原子核赓续从氢（H）聚变至氦（He）再至铁（Fe），中子间的泡利斥力不足以对抗自身引力。终究炉寒火烬，热情不再时，母亲抱着自身坍缩到引力半径以内，美丽的容颜完全褪去，直至完全消逝。

这时刻，她的孩子降生了，是一种没法用肉眼直接区分的奇特星体——黑洞。

不外，我的降生也能够来自某场宇宙交通事故。好比，两颗恒星的大打出手，往往会形成星系级的伟大黑洞。

但不论是降生于恒星熄火，照样惨烈车祸，我既没有继续母亲的闪灼毫光，也不像小弟白矮星那样给人温敦矮胖的错觉，成了一切人避之不及的恐惧之源。这使得我只能把自身隐藏在宇宙深处，伪装成一团捉摸不透的旋涡，众人要借助专注于X射线和伽马射线的千里镜能力从正面观察到我的存在。

此次看到的是我实在模样吗？

我的引力密度高到光都不能逃走，依照这类逻辑你们应当看不到我的模样。

现实并不是云云，物资在落入黑洞的时刻会激发出大批热量和 X 射线辐射，所以黑洞虽然在可见光波段完整弗成见，但在 X 射线天文观察里却像灯塔一样通亮。

在2017年EHT设计的“事宜视界千里镜”之前，天文学观察已看到了黑洞的一些边沿证据，好比物资落入黑洞时，因为磨擦和引力作用构成的高热积吸盘，就像马桶放水时扭转的旋涡，这个旋涡能够比黑洞自身要大得多。

但物资甚么时刻算是正式落入黑洞呢？只需跨过某个界限，任何物资和信息都不能转头，这个界限就是“事宜视界”。

“事宜视界千里镜”就是科学家不知足只看到积吸盘和辐射，想要看到我的本尊。

“事宜视界千里镜”是散布在环球的八个观察站构成的收集。之所以须要应用散布在西班牙、夏威夷、南极等险些掩盖全部地球外面的观察站，是因为人马座 A 超大质量黑洞太远。这个超大质量黑洞约莫具有 400 万个太阳质量，黑洞的“直径”约莫是 2400 万公里，也就是 17 个太阳的巨细。

但在 25000 光年，也就是 24 亿亿公里的间隔下，17 个太阳直径也只是区分不出任何细节的一个点罢了。所以，应用地球上八个观察站构成收集，就可以够应用过问手艺一同观察，终究发作可见的数据。此次观察的数据能够会凌驾20000 TB，末了应用超等盘算机盘算数个月，能力获得一张我的“照片”。

能够负义务的通知你们，此次的照片，是接近科学原形的自己图象。

人类对我的六点误会

1. 黑洞实在其实不黑

我之所以被称为黑洞，是因为光没法逃逸出我的“魔掌”，所以外面上看是一片黝黑，但这不代表我就是黑的。

2. 黑洞能够是通明的

在我的四周，时空的变形异常大，恒星发出的光，虽然有一局部会被我吸取，但另外一局部光芒会经由过程蜿蜒的空间绕过我而抵达地球，致使观察到的是我后头的星空，我就像不存在一样，这就是我的隐身术！

3. 黑洞的异禀是体积小而非质量大

我具有云云奇异特征其实不在于质量有多大，而在于体积小。伟大的质量被塞入一个异常小的体积内，就可以制造出我。假定太阳的质量稳定，若是要把它酿成一个黑洞，那末它的半径就要减少232,000倍到3千米。

4. 黑洞引力等效

把太阳“挤压”成一个黑洞后，外部引力效应其实不会发作转变。也就是说，当你蒙上地球的双眼，她全然不会发觉牵动她活动的是太阳照样黑洞。

5. 黑洞自身有扭转,也有非扭转

就像其他星体一样，我偶然刻也会赓续迁移转变，我被区分为“非扭转黑洞”和“扭转黑洞”，而扭转的黑洞称之为克尔黑洞。

6. 黑洞的消灭是爆炸

爱因斯坦质能方程公式外面，能量的丧失会致使质量的丧失。申明黑洞逐步斲丧能量的同时，也代表质量的丧失，它的温度会愈来愈高。因此当黑洞质量丧失机，它的温度和发射率会增添，因此它的质量丧失得更快。小黑洞则会以极高的速率辐射能量，直至黑洞爆炸。

我是一个自闭又躁急的吃货

许多时刻，我是一个宇宙中站在食品链顶尖的吃货。

我试图把统统能吸引来的器械都归入体内，并悄然吃掉对方。这类暴食症几乎到了丧尽天良的水平，对食品绝不抉剔，从星体到光子，全都能够列入一样平常菜单。

当我“打嗝”时，某个无辜的天体就被“吞噬”；当我“进食”时，唯一高速等离子喷流从嘴唇边逃逸而出。

若是说恒星还能应用核聚变发作的滔滔热浪与四周的同伴们眼去眉来，黑洞则完整没办法和同伙攀谈。若是哪一天我想找个同伙时，只能经由过程质量上风，用引力将别的恒星强行奴役在自身旁边，围着自身扭转。倘使某颗星星贪生怕死地前来拥抱我，我只会把对方当做食品，这有点像螳螂新娘。

在银河系间，一个质量凌驾1500个太阳的巨型黑洞，正奴役着一颗恒星，使其以6000km/s的速率绕己公转，这速率，比一颗围绕着原子核公转的电子的均匀速率还快。明显，这类陪同是无声的，不对等的。因为，黑洞辐射出的物资太少，其实不能同别的宇宙星体对等交流信息。

因为没有恋爱和友谊，我的自闭症愈来愈严峻，用永不暂停的进食来抚平心思创伤。我不想再记起任何器械，除总质量M、总角动量J、总电荷Q这基础的宇宙“三观”以外，我挑选了忘记。固然，我的这个属性也作育了一种科学极简美，即只需人类晓得了黑洞的总质量M、角动量J和电荷Q，就晓得了我显现在外的统统。

但这类美感也是谬妄的，我的母亲曾制造了多元天下，而我却云云简朴而粗犷。

偶然刻也很温顺

以上的缘由致使许多人以为，谁进入我的领地，一定会万劫不复。

实在也其实不一定，这要看你碰上甚么样的黑洞，像我偶然其实不躁急。

举个例子：若是黑洞的妈是一颗史诗级的伟大恒星，黑洞的奇点也将威力无限，能体例星系级伟大的隐形衣。这足以使它傲娇地占据在星系中，享受着浩瀚诱人恒星的拥簇和瞻仰。

在地球25000光年外，就静卧着一个直径长达2400万公里的巨型黑洞。不外，若是把从视界最先的间隔都算作黑洞，你会发明，这些伟大的黑洞的均匀密度实在和水一样稀疏，那一大团弗成见的地区，实际上处于真空状况。小小的奇点，所能撑起的隐形衣倒是云云巨大，足以使人类的基本知识失效。

《星际穿越》这部影戏被科学爱好者质疑的一点就是人进入黑洞以后怎么能够平安无事，应当早就被黑洞这个大魔王撕成碎片，实在并不是全然云云，我偶然刻就是这么佛系。

从表面来看，一切的黑洞都是一团弗成见之物，区分仅在于尺寸。但实际上，黑洞兄弟们相互具有分歧的内核，在隐形衣下展露分歧的姿势。

最简朴的黑洞是球对称的史瓦西黑洞，此类黑洞在引力半径rg=2GM/C²处，只管史瓦西黑洞构造简朴，但它也是黑洞兄弟当中最短小精悍、如狼似虎的。相比之下，迁移转变的克尔黑洞则温顺了一些，猎物很有能够仅仅是被困在黑洞中，而非被吞噬殆尽。被捕捉后的猎物将在一片空虚中永久不被消化。天长地久偶然尽，黑洞爱恋无绝期。偶然刻，我们黑洞并不是那末残酷。

你跌入黑洞，会发作甚么？

有了上面的铺垫，我们议论“你跌入黑洞后，会发作甚么”这个题目。

这里先给你支配一个参照系：你两小无猜的同伴墨菲。

她正在黑洞“视界”以外的平安范围内看着你掉进了黑洞里。

在你加快冲向视界历程当中，墨菲看到你的身材最先拉伸歪曲，有点像梵高的画，你越接近视界，移动得越慢。

你能够用闪光灯来向她发送摩斯暗码，信息抵达她那边须要消费更多时候，因为红移光波被拉伸得愈来愈慢：“我在世，我－活－着，我——活——着……”

当接近视界时，墨菲看到的你像是被人按下暂定键，定格不动了。你的身材照样静止的住手在那边，拉伸后穿过视界外面，就像逐步升高的高温吞噬着你。

据墨菲所述，进入黑洞前，拉伸的空间、住手的时候和霍金辐射的火焰已摧毁了你。

但现实是甚么呢？你飞向黑洞时，途中无风无浪非常顺遂，更没有碰到拉伸、减速或炽热的宇宙辐射。

当你堕入黑洞以后，若是黑洞太小是你的不幸。因为脚部的重力是要比头部大得多，你会被重力差给扯破。但你很荣幸的碰到了一个大黑洞，你一般的在世渡过余生，直到在奇点里殒命。（本段内容改编自：Amanda Gefter）

终究，我要到哪里去？

有存在就有消亡，我也逃不出如许的铁律。

我在赓续地进食四周辐射时，亦吃下很多没法消化的器械，个中最难消化的就是带“负能”的粒子。依据信息论，信息相当于负熵，黑洞具有热辐射，其温度知足公式T=k/2πKB，式中KB是玻尔兹曼常数。

跟着黑洞吞食的负粒子愈来愈多，黑洞的热辐射也将愈来愈猛烈，而爱因斯坦的公式E=mc²注解，能量的丧失会致使质量的丧失。跟着热辐射的加重，黑洞质量折损，黑洞终究在所难免，一个十亿吨重的小黑洞，温度将高达1012度。跟着热辐射的加重，我终将走向性命终点。

面临死神的来临，我依然死不悔改，试图拉上宇宙一同陪葬。因为跟着黑洞质量蒸发而赓续丧失，黑洞的温度会逐步上升，量子隧穿效应加重。若是黑洞的质量变得充足小，黑洞四周极有能够会发作一个实真空泡。这个实真空泡会急速扩大，终究吞噬全部宇宙。

我用殒命震慑宇宙，宇宙将我投入炼狱予以回击。在宇宙炼狱里，我的殒命将不是一个霎时，必须用正在死去的身材了偿生前所犯罪孽。距地球115亿光年外，一个殒命黑洞每一年以800km/s速率源源赓续地喷涌质量高达400个太阳的物资，永不暂停地为宇宙运送能量。

这时刻候，我以为自身的运气，有点像谁人推石头的“西西弗斯”。

结语：一张照片看不清黑洞

这是一张迟来的“黑洞”照片，依照EHT在2017年的底本设计，约莫在 2018 上半年“事宜视界千里镜”就会宣布终究图象，可直到2019年4月10日，人类才终究将这类照片“冲刷”终了，关于天文学和物理学来讲，“事宜视界千里镜”能够成为确认我存在的证据之一，补完爱因斯坦的广义相对论，发明恒星和星系演变的隐秘。

但这只是我的外面抽象，人类，你其实不能看清实在的我。

一旦你有时机真的进入到我的黑洞天下，你会发明你基础没法把我的信息传送进来，只能牢牢地被我困在这里。

我的视界内部与生俱来的神奇与壮大，连我自身都不晓得我实在的模样容貌。

但我以为自身其实不神奇，相反，具有自在意志的人类让人艳羡，当你们瞻仰星空追求宇宙之秘时，那是一种扑面而来的尊贵，在我的视界里，人类才具有宇宙最中心的神秘。

本文来自微信民众号：量子学派（ID：quantumschool），编纂：暗黑菠萝皮，作者：量子君

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