黑洞的第一张照片

本周，科学家刚刚公布了第一张黑洞的图像。来自剑桥大学的天文学家卡洛琳·克劳福德加入了克里斯·史密斯的演播室，来解释这是如何做到的，以及这意味着什么……

卡罗琳:好吧，首先要强调的是，这实际上不是黑洞的图像。这是我们所能得到的最接近的图像，但你实际上看到的是黑洞周围视界的轮廓。所以你或多或少是坐在它投给我们的阴影里。所以你看到的那个洞，我的意思是如果你看这张图片它是一个美丽明亮的环，中间有一个黑圈，那不是黑洞，那是视界的阴影。

克里斯-它看起来像天空中的一个百吉饼，不是吗?那可是很远的路，不是吗?

卡罗林-它距离我们5500万光年，位于一个巨大的椭圆星系M87的中心。我们已经称过黑洞的质量，它是太阳质量的65亿倍。

克里斯-你怎么知道的?

卡罗琳:我们知道这一点，因为黑洞是看不见的，但你可以测量它对周围物质的引力作用，在这种情况下，它是电离气体，而附近的恒星你可以观察它们是如何运动的，你可以计算出它们对引力的反应，你可以给黑洞称重。从中得出的一个很好的结论是这些估计值与我们在这里看到的视界的大小非常吻合，所以黑洞内的质量有一个一致的说法。

克里斯-这些图像是如何组装或准备的?

卡洛琳:这些照片是用视界望远镜拍摄的，在视界望远镜上，你可以把8个相距很远的射电望远镜连在一起，模拟出一个地球大小的射电天线。这样做的原因是如果你增加望远镜的有效直径你会得到很好的，我们称之为角分辨率，这是看到细节的能力。如果你把你的无线电天线的大小增加到地球的大小，你可以得到一个分辨率，你可以在月球表面探测到一个葡萄柚，这与超大质量黑洞M87周围的视界完美匹配，还有我们银河系中心的超大质量黑洞，人马座a *。

Chris -是的，我很感兴趣的是，他们选择报道一个更大的，但比我们银河系里的那个要远得多的。你觉得他们会把最好的留到最后吗?你觉得他们有什么大秘密吗?

卡洛琳:嗯，越近的那个，我是说离我们还有26000光年。关于人马座A*，它的质量是太阳的400万倍，所以它比太阳小1000倍，比太阳近1000倍但它的变化也大得多。亮度变化的时间尺度要快得多，所以要把这8个不同望远镜的数据联系起来要困难得多。所以会有一个大的揭示，他们只是更加小心，他们需要更长的时间来做。

Chris -你认为他们下一步会做什么因为现在我们可以成像黑洞了，他们会把设备打开尽可能多的黑洞吗?

卡罗琳:首先，有一些改进。我的意思是，很明显，我们会看到更多的超大质量黑洞——不同的黑洞，但你可以改进算法，试着锐化图像。我们可以在其他波长观察并尝试提高角度分辨率，我们可以看到的细节以及黑洞周围的精细结构。如果我们真的想要冒险，我们也许可以在很长的将来，增加这个潜在的射电望远镜的直径，在月球上放一个射电天线。再一次，了解更多的细节也许可以实时看到这些物质是如何吸积到黑洞上的，几乎可以拍下吸积过程的电影。

Chris -我们的论坛上有很多问题:nakedscientists.com。这个人说:有多少种黑洞?它们有不同的口味吗?

卡罗琳:哦，是的，黑洞绝对有不同的口味。我们经常观察到两种;还有一些，我们称之为恒星大小的，但实际上它们的质量可能是太阳的十倍它们的质量会从太阳的十倍增加到太阳的六十倍，它们是你在星系的旋臂中发现的，它们来自恒星的死亡。

但是在星系中心的巨兽，也就是我们所说的超大质量黑洞。它们的质量可能是太阳质量的数百万倍，甚至数十亿倍。

这些是我们观测到的天体物理黑洞。有预测说，可能存在一种叫做“原始黑洞”的东西，它可能在大爆炸期间或之后形成。但我们还没有观察到这些，所以这是更多的猜测。

Chris -这个问题来自我们论坛上的疯狂无神论者他还说这些黑洞中有多少涉及到奇点?他们都有吗?这是黑洞的必经之路吗?

卡罗琳-是的，这就是黑洞的定义。奇点的值趋于无穷大我们说的基本上是无穷大的密度。根据定义，所有黑洞都是奇点

克里斯-他在问，当你到达视界达到光速时，会发生什么?黑洞内的光会改变速度还是仍以光速运行?

卡罗琳:谁知道呢!一旦物体越过视界我们的物理就会崩溃。我无法推测。

Chris - Geordie F想知道，我们是否有办法知道黑洞内部的质量分布，即视界之外的质量分布?这又回到了刚才那个人问的关于黑洞内部光速的问题。我想答案是否定的。

卡罗琳-答案是否定的。事件视界就是我们看不到任何事件的视界，我们可以做思想实验，但它是完全封闭的。目前，任何超出这个界限的事情都完全被我们锁定了。我们没有办法用数学或观测的方法有效地解决这个问题。

克里斯:当你看到最初的论文出来时，你兴奋吗?

卡罗琳:非常兴奋。这些数据是两年前拍摄的，所以每个人都对即将到来的这张照片提心吊胆。所以这很令人满意。