导语：近 100 年前，阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论预测黑洞应该存在。尽管直到 1960 年代，像物理学家约翰惠勒这样的人才创造了“黑洞”这个名字，但对这些神秘物体的研究成为理论物理学和天体物理学的家庭手工业。事实上，对于类星体和X射线源等某些类型的天文现象，对于这种现象如何在如此不可能的小空间中产生如此多的能量，根本没有其他解释。
01
超大质量黑洞
1990 年代，随着哈勃太空望远镜对遥远星系的研究产生了大量数据，证实了大多数（如果不是所有）星系的核心都有黑洞的想法，黑洞的存在被提升为确定性。实际上，这些黑洞的质量是我们太阳的数百万甚至数十亿倍，并且被赋予了自己的绰号：超大质量黑洞。但是，这些万能的引力破坏引擎仍然存在一个突出的问题：从未见过一个。要理解其中的原因，我们必须深入研究这些到底是什么。
1、超新星爆炸会留下宇宙中最奇怪的现象
当这颗恒星的质量比我们的太阳大十倍时，它（超新星）爆炸会留下宇宙中最奇怪的现象。该黑洞。爆炸后留下的是亚原子粒子的重核，一颗中子星。它可以非常小，但具有巨大的密度。科学家计算出大约一茶匙中子星的重量约为数十亿吨。这个高密度物体的引力如此之大，以至于它可以弯曲时间和空间的结构。该理论基于爱因斯坦的命题，即空间和时间以柔性织物编织在一起。像太阳这样的巨大物体扭曲时空结构并拉动地球这样的小物体。
非常大的中子星可以扭曲时间和空间结构，以至于它可以在引力如此强大的地方形成一个洞，甚至连光都无法逃脱。黑洞正在将它们周围的一切拉近黑洞的中心。从某种意义上说，黑洞是星系的创造者，因为它们将行星和恒星拉向螺旋中心。每个星系都有一个黑洞，由于来自较大黑洞的引力，星系偶尔会碰撞在一起。预计在 50 亿年后，仙女座星系将与我们的银河系发生碰撞。
2、广义相对论是最杰出的引力理论
广义相对论是最杰出的引力理论，但它完全用几何学语言表达——在这种情况下，我们称之为 4 维时空连续体的几何学。你看，在广义相对论中，我们所说的空间只是宇宙引力场的一个特殊特征，我们相当无缝地嵌入其中。这一切都很好，这种观点导致了宇宙学模型大爆炸理论的惊人发展。尽管取得了惊人的成功，但它的理论并非没有问题。问题源于当你在一个小空间中收集足够多的质量时会发生什么，这样时空的几何形状（例如重力强度）就会变得非常弯曲。
3、时空中形成了一种称为奇点的条件
根据该理论，发生的第一件事是时空中形成了一种称为奇点的条件。在这里，广义相对论本身崩溃了，因为密度和引力趋向于无限条件。令人惊讶的是，根据广义相对论，并由已故的斯蒂芬霍金斯证明，时空立即在奇点周围形成一个区域，称为事件视界。对于比我们的太阳质量更大的黑洞，这个球形地平线到奇点的距离（以公里为单位）仅为太阳质量倍数的黑洞质量的 2.9 倍。例如，如果一个超大质量黑洞的质量是我们太阳质量的 65 亿倍，那么它的视界为 65 亿 x2.9 或 190 亿公里。我们的太阳系到冥王星的半径只有 80 亿公里。
02
事件视界望远镜
1、现在事件视界的问题是它们是单向的
物体甚至光可以从黑洞外部穿过它们，但一旦进入内部，它们就永远无法返回外部宇宙来描述发生的事情。然而，在现代口语中说黑洞“很糟糕”是一种误解。它们只是强大的引力点，如果我们的太阳被一个非常温和的取代，我们的地球甚至不会记录该事件并继续在其轨道上快乐地运行。天体物理学家的沮丧在于，直到 2019 年 4 月 10 日，才可能看到事件视界周围发生的事情。
2、事件视界望远镜的射电望远镜干涉仪系统
研究人员使用称为事件视界望远镜的射电望远镜干涉仪系统，能够合成类星体梅西耶 87 中超大质量黑洞周围环境的图像，梅西耶 87 也被二战后早期的射电天文学家称为室女座 A，距离地球约 5500 万光年。他们结合了从南极洲到英国的八台射电望远镜的数据，创建了一台具有整个地球有效直径的望远镜。有了这个，他们能够探测和解析 M-87 中心附近一个假定的超大质量黑洞位置的细节。这个黑洞被一个旋转的磁化物质盘包围，它向星系际空间喷射强大的等离子体束。
3、事件视界望远镜收集了数 PB 的数据
从 2016 年开始，事件视界望远镜收集了数 PB 的数据，并召开了大规模的新闻发布会，宣布了事件视界附近的第一批图像。围绕着包含事件视界的黑色阴影区是一个顺时针旋转的十亿度等离子体环，以接近光速的速度传播。当将这张图像的细节与超级计算机模拟进行比较时，可以准确地确定超大质量黑洞的质量以及环形等离子体的动力学。事件视界的圆形并不完美，这意味着它是一个旋转的克尔型黑洞。
结语：该区域的黑暗表明事件视界没有像我们太阳表面那样的热物质光球层，因此可以消除许多关于这个质量的竞争想法。现在只有黑洞的黑度和它的紧凑尺寸仍然是我们“看到”的最一致的解释。随着时间的推移，天文学家会观察到这个环形等离子体每周都在移动。视界望远镜的下一个目标是位于银河系中心的 400 万个太阳质量黑洞，称为 Sgr-A*。我们真正进入了一个探索宇宙的新世界。