4月10日晚21點(diǎn)07分，EHT（事件視界望遠(yuǎn)鏡）項(xiàng)目組公布了史上首張黑洞照片。拍攝的是距離我們5500萬光年的M87星系中心的黑洞。那么這張照片背后有什么含義呢？兩位專家來為你答疑解惑，他們分別是中科院上海天文臺的副研究員左文文和科普作家天體物理學(xué)博士孫正凡。

第一問：為什么選擇M87黑洞？

左文文：2017年項(xiàng)目組觀測的有兩個(gè)黑洞。分別是人馬座 A*，也就是銀河系中心的黑洞，以及M87這個(gè)河外星系中的黑洞。這兩個(gè)黑洞其實(shí)我們都去觀測了，但是這次我們發(fā)布的是M87的黑洞。

我們之所以會選擇這兩個(gè)黑洞，是因?yàn)樗鼈兪菑牡厍蛏峡催^去是比較大的，而我們目前的EHT視界望遠(yuǎn)鏡也能看到的兩個(gè)黑洞。

這次為什么會發(fā)出M87黑洞照片？那是因?yàn)殂y河系中心的那個(gè)黑洞的照片還在沖洗當(dāng)中，不是說沒有照片，還在沖洗當(dāng)中。

第二問：照片里黑洞周圍的光環(huán)是什么？

左文文：因?yàn)楹诙此泻軓?qiáng)的引力，周圍的物質(zhì)就會向黑洞下落。

我們想一下水力發(fā)電，水力發(fā)電是水從高處落下，然后水的重力勢能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能推動發(fā)動機(jī)去發(fā)電。黑洞也是一樣的，物質(zhì)從高處往黑洞下落，它也會釋放很多能量，就會產(chǎn)生光和熱，也加熱了周圍的氣體。

因?yàn)橛辛恋牟糠?，所以你看中間是暗的，這就是為什么中間部分被稱作黑洞陰影。

第三問：光環(huán)為什么下半部分更亮

左文文：大家可以看到下面很亮上面很暗，那是因?yàn)檫@個(gè)黑洞是在轉(zhuǎn)動的，它轉(zhuǎn)動的角度應(yīng)該是從南往北，逆時(shí)針的這個(gè)角度。

還有一個(gè)細(xì)節(jié)大家看一下，這張照片，它的環(huán)并不是非常光滑的，它外面還有一些信息。通過這些在我們看來好像不太完美的東西，其實(shí)可以挖掘出很多的細(xì)節(jié)的。

第四問：什么是“事件視界”？

左文文：每個(gè)黑洞它都有一個(gè)控制范圍，或者叫做視力范圍，我們叫做“視界”。在視界以內(nèi)的話，即使是光都沒有辦法逃離。

孫正凡：從“事件視界”這個(gè)名字說到，事件是真正發(fā)生的事情，視界它是一個(gè)邊界。這個(gè)邊界外面的東西我們可以看到。外面光環(huán)上的光，這都是從黑洞以外逃出來的光，里面的東西是永遠(yuǎn)逃不出來的。也許將來隨著新物理的進(jìn)展，比如說可以跨越超高緯度，也許可以拋開黑洞，或者進(jìn)入到黑洞內(nèi)部，現(xiàn)在看來就是科幻的情節(jié)了。

現(xiàn)在的天文學(xué)研究認(rèn)為，黑洞擁有一個(gè)邊界，只要跨過這個(gè)邊界，正常宇宙的一切定律，包括時(shí)間和空間，甚至光在內(nèi)的任何物質(zhì)和信息，都會失效。這個(gè)邊界就是 “事件視界”。那是一條不歸路，我們無法看到 “事件視界”另一端，一旦有東西越過事件視界，它會坍縮入黑洞的奇點(diǎn)，那是一個(gè)體積無限小，密度無限大的點(diǎn)，任何物理定律在這里已不再適用。

第五問：為什么照片“洗”了那么久？

左文文：其實(shí)這里面有幾個(gè)難點(diǎn)。首先它的數(shù)據(jù)量很大，當(dāng)時(shí)項(xiàng)目組花了五天的時(shí)間去拍M87中心的黑洞?？偣?個(gè)天文臺，收集的數(shù)據(jù)達(dá)3500多個(gè)TB，相當(dāng)于800萬個(gè)小時(shí)的高清電影。如果我們看電影的話要看幾百年，這么大的一個(gè)數(shù)據(jù)量。

另外就是處理的細(xì)節(jié)，技術(shù)細(xì)節(jié)也是很復(fù)雜的，所以我們用了創(chuàng)新的算法，超級計(jì)算機(jī)，這樣去處理，也花了整整兩年多的時(shí)間。

第六問：這張照片有什么意義？

孫正凡：之前我們都是通過理論推演，看周圍發(fā)出的光這些證據(jù)證明黑洞的存在。這些證據(jù)你完全有理由說不信的，我們現(xiàn)在把它確實(shí)拍下來了，而且跟理論是吻合得非常好的，我們就可以更加確信黑洞的存在，而且它就是這個(gè)樣子的。

我們也可以進(jìn)一步想想，我們銀河系當(dāng)中的黑洞它會是什么樣子的，或者在我們周圍，太陽附近也會不會存在一些安靜的黑洞，對我們來說其實(shí)是有威脅的。當(dāng)然我覺得對于天文學(xué)家來說，現(xiàn)實(shí)的這些東西是不考慮的，他們考慮的是黑洞到底是什么樣子，黑洞周圍到底是什么樣子，而且知道得越準(zhǔn)確越好。

左文文：前面說黑洞中心是一個(gè)奇點(diǎn)對不對，再想想我們宇宙是怎么來的？大爆炸是哪兒來的？大爆炸也是從奇點(diǎn)開始。當(dāng)我們?nèi)パ芯亢诙吹臅r(shí)候，其實(shí)也是在研究我們宇宙是怎么來的。一個(gè)黑洞是不斷地壓縮，而我們的宇宙是從一個(gè)奇點(diǎn)爆炸產(chǎn)生的。所以說從某個(gè)角度來說，我會覺得研究黑洞其實(shí)就是在研究宇宙本身。

（編輯：斯雯）