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黑洞，是一個(gè)極端的引力源，可以吞噬周邊的一切，一切物質(zhì)有去無回，連光也不例外，因此看起來就是不存在無法看見的“洞”。

人眼觀測事物是依靠可見光，既然黑洞連光也不放出，怎么可能看到呢？因此，看不到黑洞就是很正常的一件事。但問題是，科學(xué)家常常說又發(fā)現(xiàn)了某個(gè)黑洞，而且還拍攝到了黑洞照片，這就有些玄乎了。

在這些照片中，黑洞明明是一個(gè)很亮的火球，為什么又說連光都逃逸不了呢？由此許多網(wǎng)友就很疑惑，覺得有些不可思議。今天，我們一起來解開這個(gè)謎團(tuán)。

首先說說黑洞的來歷根據(jù)愛因斯坦廣義相對論，當(dāng)一個(gè)物質(zhì)縮小到極小的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生奇異現(xiàn)象：時(shí)空曲率會(huì)變成無窮大，所有物質(zhì)向核心坍縮，并在核心周圍形成一個(gè)具有無限曲率的球狀空間。這個(gè)球狀空間就像一個(gè)漏斗，把周圍所有物質(zhì)都吸進(jìn)核心無窮小的奇點(diǎn)里。

這就是黑洞。

物質(zhì)要縮小到多小就會(huì)這樣呢？早在1916年，著名的天文物理學(xué)家卡爾·史瓦西就告訴我們，質(zhì)量的體積有一個(gè)臨界點(diǎn)，這個(gè)臨界點(diǎn)的計(jì)算公式為：R=2GM/C^2。這里的R表示史瓦西半徑，G為引力常量，M為物體質(zhì)量，C為光速。

人們把這個(gè)臨界點(diǎn)半徑稱為史瓦西半徑。

從這個(gè)公式可以看出，物體的史瓦西半徑與質(zhì)量成正比。那么直觀地看，史瓦西半徑有多大呢？根據(jù)公式計(jì)算，質(zhì)量為1.9891*10^30kg，半徑約70萬千米的太陽，史瓦西半徑約為3千米；質(zhì)量約6*10^24kg，半徑約6371公里的地球，史瓦西半徑約為9毫米。

也就是說，如果太陽質(zhì)量不變，縮小到半徑3公里以下；地球質(zhì)量不變，縮小到半徑9毫米的話，就會(huì)變成一個(gè)黑洞。但如何才能讓太陽縮小到3公里，地球縮小到9毫米，而且質(zhì)量還不變呢？

可以說，目前還沒有任何力量能做到這一點(diǎn)，所以，太陽和地球是永遠(yuǎn)也無法變成黑洞的。目前的理論框架，黑洞的形成只有兩種可能，一個(gè)是在宇宙大爆炸時(shí)形成的原初黑洞，一個(gè)是超新星大爆發(fā)后核心坍縮成的黑洞。

這兩種形成方式，都是在極端高溫高壓導(dǎo)致的高密度下，物體無可奈何地坍縮近自己質(zhì)量的史瓦西半徑內(nèi)，才形成了黑洞。

原初黑洞可能會(huì)有極其微小的黑洞，但由于黑洞越小溫度越高蒸發(fā)越快，這些粒子級黑洞一出現(xiàn)就會(huì)被蒸發(fā)掉了，因此至今只是理論上存在，沒有發(fā)現(xiàn)真正存在的證據(jù)。

大質(zhì)量恒星在演化晚期會(huì)發(fā)生超新星大爆炸，殘留在核心的鐵核在極大壓力下，會(huì)坍縮成一顆黑洞。科學(xué)研究認(rèn)為，形成黑洞的恒星質(zhì)量要達(dá)到太陽的30~40倍以上，才有可能在核心留下一個(gè)3倍太陽質(zhì)量以上的黑洞。

30倍太陽質(zhì)量以下的恒星演化末期也會(huì)發(fā)生超新星大爆發(fā)，但留下的只會(huì)是一顆太陽質(zhì)量1.44倍以上到3倍以下中子星；8倍太陽質(zhì)量以下的恒星不會(huì)發(fā)生超新星爆發(fā)，演化結(jié)束后只會(huì)留下一顆小于太陽質(zhì)量1.44倍的白矮星，太陽死亡后留下的尸骸就是一顆白矮星；比太陽質(zhì)量小的紅矮星最終只會(huì)慢慢熄滅，留下一顆黑矮星。

既然黑洞無法看到，為啥又能拍到照片呢？黑洞由于無限引力將光都吸收了，不放出一絲一毫。而人眼是依靠可見光來觀測事物的，所以從理論上來說，黑洞是無法被人眼看到的。但問題是黑洞隱藏得了自己的身形，卻隱藏不了力量，這個(gè)力量就是極端的引力。

這種極端引力會(huì)吞噬周邊的一切，吃相難看，這就暴露了黑洞的行蹤。

在黑洞球狀史瓦西半徑的邊際，被稱為黑洞的事件視界，這個(gè)地方是黑洞能看到和不能看到的臨界點(diǎn)，所有的可觀測“事件”都發(fā)生在事件視界以外，再深入一點(diǎn)點(diǎn)，到了史瓦西半徑里面，掉落的速度大于光速，就再也無法被觀測到了。

因此，人類“看到”的并不是黑洞本身那個(gè)“洞”，而是圍繞在那個(gè)“洞”周圍發(fā)出的光，事件視界周圍發(fā)出的光。黑洞要把周邊物質(zhì)吞到肚子里，就先要把這些物質(zhì)拉扯到自己的事件視界周圍，這個(gè)過程并不是瞬時(shí)就完成的，有一個(gè)過程。

被黑洞引力吸引的物質(zhì)在靠近其史瓦西半徑時(shí)，運(yùn)動(dòng)會(huì)越來越快，圍繞著黑洞赤道形成一個(gè)吸積盤，轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度可達(dá)到每秒數(shù)萬公里，越靠近史瓦西半徑越接近光速。我們根據(jù)動(dòng)能公式計(jì)算一下，就知道這些物質(zhì)碰撞能量是極大的。

因此，被黑洞捕獲的物質(zhì)在掉落進(jìn)黑洞之前，早就都碎為基本粒子了，碰撞過程中產(chǎn)生的極大能量會(huì)以高亮可見光和高能射線形式迸發(fā)出來，而在史瓦西半徑之外的逃逸速度還沒有達(dá)到光速，這些可見光和不可見光就會(huì)掙脫黑洞引力向太空迸射。

由此，這些光就被人眼和射線射電望遠(yuǎn)鏡所捕捉，這個(gè)黑洞就被“看到”了，并且可以被拍攝下來。

周邊沒有物質(zhì)或極少物質(zhì)被捕捉，沒有形成吸積盤，發(fā)不出光和高能射線的黑洞就很難被發(fā)現(xiàn)。但如果附近有天體活動(dòng)，還是可以從天體的異動(dòng)推測出附近有看不見的引力源，由此推測出可能存在黑洞。

距離我們1120光年的HR6819三星系統(tǒng)中就有這樣一顆黑洞。天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)中的兩顆可見恒星，正在與一個(gè)看不見的引力源互動(dòng)，經(jīng)過分析認(rèn)為那里有一顆沒有吸積盤的恒星級黑洞存在。因此，這個(gè)系統(tǒng)是由兩顆恒星和一顆黑洞組成的三星系統(tǒng)。經(jīng)觀測計(jì)算，這顆黑洞質(zhì)量約為太陽的4.2倍，是迄今距離我們最近的黑洞。（上圖）

因此，能被看到或用射電射線望遠(yuǎn)鏡觀測到的黑洞，前提是黑洞周邊必須有被其捕捉吸積的天體物質(zhì)，或者至少有被其影響的天體運(yùn)動(dòng)。如果黑洞周圍什么都沒有，或者只有極其微量的粒子，沒有新車吸積盤，天體距離又很遠(yuǎn)，受不了黑洞影響，這個(gè)黑洞就悄無聲息，無法被觀測到。

理論上宇宙中存在巨量黑洞，而實(shí)際上觀測到的黑洞還極少。觀測發(fā)現(xiàn)，幾乎每個(gè)星系核心都有一個(gè)超大質(zhì)量黑洞，據(jù)科學(xué)家們估計(jì)，整個(gè)可觀測宇宙可能存在約4000億億顆黑洞。僅銀河系，就可能存在上億顆黑洞，但已被觀測到的黑洞迄今還只有十幾顆。

由于黑洞距離我們一般都很遙遠(yuǎn)，科學(xué)家們要拍攝到它們非常不容易。如拍攝M87黑洞和銀河系中心人馬座A*黑洞，都動(dòng)用了全球大量的射電望遠(yuǎn)鏡資源，通過聯(lián)網(wǎng)，形成一個(gè)地球般大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡陣列，各國數(shù)百名科學(xué)家合作，經(jīng)過數(shù)年拍攝、解析、資料分析，最終才合成了兩張黑洞照片。

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