人類史上首張黑洞照片或許是對霍金最好的悼念
宣告：本文來自於微信公眾號量子位(ID：QbitAI)，作者：曉查，授權站長之家轉載釋出。
剛剛，天文學家公佈了人類史上首張黑洞照片。這顆黑洞就是M87 星系中心的超大質量黑洞，它的質量是太陽的 65 億倍，距離地球 5500 萬光年。
上面就是由事件視界望遠鏡(EHT)拍攝的黑洞照片。
黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言的一種質量極大的天體，它的引力極強，強到連光線都被吸引無法逃逸。
是一個接近圓形的環狀結構，黑洞陰影亮的地方和中心黑洞對比度超過 10 倍，說明這個黑洞是真實的。
今天之前，人類已經找到了黑洞存在的諸多證據， 3 年前我們還聽到了來自黑洞合併發出的“聲音”，但黑洞究竟長啥樣卻只能靠猜想。
科學家們早已用理論推測了黑洞的樣子，其中最為大眾所熟知的是《星際穿越》裡的“卡岡圖雅”。電影導演克里斯托弗·諾蘭請來了知名天體物理學家基普·索恩，花費一年多的時間，根據廣義相對論用計算機模擬為我們呈現了這樣一幅景象。
如何理解黑洞照片
既然黑洞不能發出光線，也會吸進射入它的光線，人類又是如何看見黑洞的?
黑洞雖然是光的“墳墓”，但只有一定範圍內光線才無法逃出。這個範圍就是EHT名稱的來源“事件視界”(Event Horizon)，“事件視界”之外的光線會被彎曲，但是有機率逃出黑洞引力的“魔爪”。
另外黑洞強大的引力會讓任何靠近它的物質落入其中，形成像排水孔周圍一樣的漩渦，稱為 吸積盤 。在這個過程中，氣體因引力勢能得到釋放被加熱到幾百萬度，發出強烈的光。
在黑洞前方的吸積盤是“卡岡圖雅”的“腰帶”，後方的吸積盤發出的光線在黑洞引力下扭曲變形，繞過半圈仍然可以被我們看見，形成了黑洞上下方的光環，於是就有了“卡岡圖雅”那樣特殊的影象。
細心的你也許會注意到，黑洞吸積盤上下兩側亮度不一樣，這是由於吸積盤中的氣體高速旋轉，根據多普勒效應，發光氣體就像手電筒一樣，幾乎只會照亮運動方向的前方，轉向你的一側會較亮，而轉離你的一側會較暗。
另外，黑洞的引力讓後方恆星發出的光線“折射”，就像一個擋在恆星和地球之間的透鏡，科學家們把它叫做“引力透鏡”。黑洞周圍扭曲的星空也為我們提供了黑洞存在的證據。
今晚的照片顯然不能和《星際穿越》中壯觀的效果相比擬。但是，請不要吐槽照片效果太差，為了“沖洗”這張照片，科學家們花費了 2 年時間，而為了拍攝這張照片，他們把望遠鏡建到世界各地，甚至是寒冷的南極洲。
Veritasium於 4 月 9 日在YouTube上釋出了一段視訊，標題是：How to Understand the Image of a Black Hole。
這段總時長 9 分鐘的視訊，非常形象的解釋了，為什麼黑洞的照片會是一個特定的樣子，通俗易懂，在YouTube上已有上百萬的瀏覽。
在量子位公眾號(ID：QbitAI)對話介面，回覆：“ 黑洞 ”兩個字，即可看到這段講解，推薦觀看。