人类首张黑洞照片公布 2 年后偏振图像也来了，这次不高糊了

1783 年 11 月，一位英国自然哲学家、牧师 John Michell 在写给物理学家卡文迪什（Henry Cavendish）的一封信中，首先提出可能存在一种暗天体（dark body）或暗星（dark star），其密度极大，拥有连光都无法逃逸的巨大引力。

自 John Michell 第一个提出存在「暗天体」至今，人类对这一神秘天体的探索从未停止。幸运的是，生活在 21 世纪的我们虽难知其全貌，却也看到了珍贵的黑洞照片。

2019 年 4 月，由全球 30 多个研究单位组成的事件视界望远镜（EHT）团队公布了首张黑洞照片，这张照片来自 M87 星系黑洞。

随后在 2020 年 4 月，天文学家们又公布了全球第二张黑洞照片，即一张 2017 年 4 月拍摄到的 55 亿光年外的类星体 3C 279 中央核心及其射流起源的图片。

而关于黑洞研究的最新消息是：2021 年 3 月 24 日，EHT 团队再次公布了一张黑洞照片——这是 2019 年 4 月公布的 M87 星系黑洞照片在偏振光下的影像。

有人说，人类史上第一张黑洞照片如今更加清晰了，实际上照片中的线条标记了偏振方向，与黑洞阴影周围的磁场有关。

用科学家们的话说就是：

EHT 团队为揭示这个超大质量黑洞提供了一个崭新的视角。

何为黑洞？

了解 EHT 团队的研究前，先来了解一下黑洞。

大约在 John Michell 信中提到存在「暗天体」的 132 年后，一位你我都不陌生的物理学大牛再次预言了其存在。

1915 年，爱因斯坦（Albert Einstein）完成了广义相对论的基础，并于次年正式发表。

Albert Einstein 的广义相对论预言，在宇宙空间中存在一种天体，是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而死亡后，发生引力坍缩产生的。这种天体密度极大、体积极小，引力也极其强大，强到连光线都被吸引，无法逃逸。

不久后，德国物理学家 Karl Schwarzschild 为这一预言做了精确解。

Karl Schwarzschild 通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体的实际半径小于一个定值（这里指著名的史瓦西半径），周围就会产生奇异的现象：一旦进入一个被称为“视界”的界面，即便是光也无法逃脱（这里指事件视界，即一种时空的界线。事件视界中，引力巨大，黑洞附近的逃逸速度大于光速，任何光线皆不可能逃脱；事件视界外，物体则不会受到黑洞影响）。

直至 1969 年，美国天体物理学家 John Archibald Wheeler 首次提出了“黑洞”的概念。

此后，黑洞的定义则是：

时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体。

探索黑洞，何其不易

不论预言也好，计算也罢，都无法真正感知黑洞的存在，更不必谈进一步探索。

但值得一提的是，1964 年，美国探空火箭发现了一个位于位于天鹅座方向的双星系统「天鹅座 X-1」。

天鹅座 X-1 作为一个 X 射线双星系统，包含着一个能产生 X 射线源的致密星和一颗蓝巨星。

当时，英国理论物理学家 Stephen Hawking 和美国理论物理学家 Kip Stephen Thorne 曾拿天鹅座 X-1 打赌。Stephen Hawking 赌天鹅座 X-1 并非是黑洞，但随后越来越多的观测证据摆在眼前，Stephen Hawking 也在 1990 年承认天鹅座 X-1 就是黑洞，也是人类在实际探索中发现的第一个黑洞。

通过这个例子不难看出，人类对黑洞的探索相当艰难，很大一部分原因在于黑洞无法直接被观测到，科学家只能间接得知其存在、质量大小及对其他事物的影响。

具体而言，物体被黑洞吸入之前，其引力带来的加速度会导致摩擦，进而释放出一些讯息，而这就是科学家判断黑洞存在的关键证据（雷锋网注：借由间接观测恒星或星际云气团绕行的轨迹，也能寻到一些蛛丝马迹）。

黑洞对于很多人而言，或许就像诺兰的电影，不要试着去理解，感受就好（手动狗头）。

为进一步了解黑洞，科学家们用到了一个工具——一种名为「事件视界望远镜」（Event Horizon Telescope, EHT）的由 8 个射电望远镜（射电望远镜是指观测、研究来自天体的射电波的基本设备）形成的网络，它主要尝试观测的是事件视界。