今天上午，上海科普大讲坛第118讲“‘看见’黑洞”在上海科技馆举办。此次大讲坛邀请了中科院上海天文台台长沈志强和副研究员左文文与公众一起分享宇宙的秘密。
2019年4月10日，人类终于亲眼目睹了黑洞存在的直接证据。天文学家用遍布全球的8个毫米/亚毫米波射电望远镜组成一个口径相当于地球直径的虚拟望远镜，并用它首次拍摄到了黑洞的真容。此次成果源于一个全球性的科研项目：“事件视界望远镜”（Event Horizon Telescope, EHT）合作项目。为此，全球六地同步召开新闻发布会，向世界公布了首张黑洞照片。
黑洞有了个夏威夷名字
据悉，这个黑洞被起的名字叫做“Powehi”，是个夏威夷名字。对于该名字，美国夏威夷JCMT副主任曾表示这个名字非常好，用一个名词就把我们需要10分钟才能解释清楚的黑洞解释清楚了。“Powehi”是夏威夷语，意思是“无限创造的黑暗源泉”。
据悉，给黑洞取名的是夏威夷大学的拉里·木村(Larry Kimura)教授，他是世界知名的夏威夷语专家。
不过，这还不是一个正式、公认的命名。因为天文学界目前还没有为黑洞命名的特定规则和专门体系，往往就是在黑洞所属星系后面加上一个“*”，用来指代位于某星系的黑洞。比如此前受到关注的银河系中心黑洞，就被写成人马座A*。也许M87中央黑洞，可以写成M87*。
如何选择拍照的“模特”？
想拍到黑洞照片，选择“模特”就非常重要了。
这个黑洞，最好足够大、离地球足够近。
于是，就诞生了两名“候选者”，一个就在银河系中心，距离地球2.6万光年，质量为太阳的430万倍；另一个则是位于M87星系中心的巨大黑洞，距离太阳系5500万光年，质量为太阳的65亿倍。
最终，EHT项目分布在世界各地的8座毫米波射电望远镜对这两个黑洞都进行了观测，而首张照片属于离地球更远也更大的那个黑洞——M87*。
拍到这个黑洞好幸运
提到给黑洞拍照，就不得不提到“视界”。
黑洞的形成使时空由视界分成了两部分，视界内和视界外。上海天文台副研究员左文文举例说，视界好像“地平线”一样，视界以外就像是“地平线”以上，人们可以看得到的区域；视界以内就像是“地平线”之下，是看不到的区域。
虽然黑洞会吞噬一切东西，包括光，使人们看不到黑洞的样子。但是一个质量是几百万倍太阳质量的黑洞，它正常“吃东西”，在几光天到几光年的区域内，每秒钟释放的能量可达太阳光度的几十万亿倍，比普通星系每秒释放出的能量还大上千倍。
所以，给黑洞拍照，人们实际看到的是围绕黑洞并散发热量的碎片——吸积盘。
视界的大小取决于黑洞的质量，质量越大、视界范围也越大。如果把太阳塌缩成黑洞的话，它的视界半径是3千米；而把地球塌缩成黑洞的话，视界半径就只有一粒花生米那么大了。
虽然M87的质量是太阳的65亿倍，其视界半径也就是3公里的65亿倍，听上去是个无比巨大的天文数字，但因为距离地球的又太过遥远，所以要用望远镜来捕捉它，难度相当于从地球上去看月球上的一个橘子，甚至能看到橘子般大小已经是幸事。因为M87的质量根据两个方法估算相差近2倍，也就是对应的黑洞阴影相差近2倍，目前观测到的阴影发现刚好是大质量值。
据悉，2017年EHT项目观测黑洞时用了十天，对于M87中心的黑洞M87*真正采用的数据是5天。而这短短五天，产生了巨大的数据量，足足有3500个T。为了校验确定最后的结果，这些数据由多个团队独立处理分析，再相互比较，处理技术复杂、算法要求高。
据介绍，对于这张黑洞照片来说，光的颜色并不重要，不同位置的光的强度才是科学研究的重点。未来随着望远镜分辨率、灵敏度的提高，还有望给黑洞拍出更清晰的照片。
两位主讲人深入浅出地讲述了黑洞的形成过程与奇异特性，为公众揭开了黑洞的神秘面纱。他们表示，人类对宇宙的探索从未停止过，此次对于黑洞天体的新发现将载入史册，将借助新技术在天文学研究领域取得更多的成果。
讲座的最后，两位主讲人与现场观众进行了互动，许多小观众踊跃地举手提问，都得到了专家耐心详细的解答。
上海科普大讲坛由上海市科委指导，上海科技馆主办，上海科学传播与发展研究中心承办，上海科普发展教育基金会支持。目前已举办118场，邀请到两百余位海内外科学家进行精彩演讲，累计约三万名听众到现场聆听。
来源：周到上海 作者：徐妍斐
