空少問答
小課堂
第113期
4
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15
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周
一
黑洞知識小問答（下）
最近，人類史上首張黑洞照片公布，大家也從各路新聞報道、專家講解、自媒體盤點中學到了不少黑洞相關的名詞。
長話短說，這期我們繼續(xù)聊一些關于黑洞的基本知識。
6、黑洞的吸積
吸積是指致密天體由引力俘獲周圍物質的過程。黑洞的吸積就是其通過巨大的引力場把周圍物質撕碎、拉進黑洞。因為物質在引力場中降落時獲得能量，吸積盤中的原子又互相碰撞，所以原子的溫度可以變得很高，釋放出大量輻射。這也是長期以來間接探測黑洞的重要方式。
黑洞周圍物質的強烈吸積作用以及在此過程中產生的高能噴射流模擬圖（來源https://n.sinaimg.cn/tech/transform/460/w630h630/20190411/q2ZV-hvntnkq4286506.jpg）
7、為什么看不見黑洞
上一期我們講到事件視界——在空間中周圍存在的這個界面，一旦進入它，即使光也無法逃脫，它就劃定了黑洞的范圍。
我們想要看到一個東西，除非它發(fā)光（輻射）或者反射光（輻射），然后被我們捕捉到（例如眼睛接收到光），太陽就是發(fā)射光被我們看見的，桌子就是反射光被我們看見的。但是黑洞——我們通常探測用的光、電磁輻射、粒子輻射等，進入到事件視界后都不能再離開了，它自己內部即使有光也出不了事件視界，我們也就看不到黑洞了。
這也是為什么要叫黑洞，黑色是不反射光的。不過還有個問題，我們?yōu)槭裁茨芸匆姾谏臇|西？基本上我們接觸不到真正完全黑的“絕對黑體”，黑色東西基本都還有各種反射，而且黑色事物與周圍的事物也會有對比。
人類史上首張黑洞照片（來源：NASA，https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/blackhole.png）
8、奇點
上期我們說到時空曲率——物體周圍時空被引力彎曲的程度?？臻g和時間具有無限曲率的一點，空間和時間在該處完結，這個點被稱為奇點。普遍將黑洞的中心稱為奇點。
9、史瓦西半徑
我們上期說了，黑洞是逃逸速度達到光速的天體。天體的史瓦西半徑即為逃逸速度等于光速時候所得出的半徑值。
史瓦西半徑不是黑洞實體半徑。將物體的逃逸速度設為光速，配合萬有引力常數(shù)及天體質量，便能得出其史瓦西半徑。如果一個重力天體的半徑小于史瓦西半徑，天體將會發(fā)生坍塌。
由8臺望遠鏡組合而成的事件視界望遠鏡，簡稱“視界望遠鏡”（來源：https://n.sinaimg.cn/tech/transform/230/w630h400/20190411/Ky0X-hvntnkq4287182.png）
10、黑洞成像
由黑洞的吸積可以得知，黑洞周圍吸積盤要釋放大量能量、大量輻射。周圍的物質釋放大量的光和熱，而黑洞又因為它的特點而看不見，那么對該區(qū)域成像，黑洞就像沉浸在一片類似發(fā)光氣體的明亮區(qū)域內的類似陰影的黑暗區(qū)域。這就是這次新聞報道的黑洞照片。
但要識別出黑洞來，需要望遠鏡有超級高的分辨率，也就需要超級巨大的望遠鏡。這次黑洞成像是世界各地的8臺射電望遠鏡同步觀測，同時利用地球自轉，形成一個口徑如地球大小的“虛擬”望遠鏡，稱為事件視界望遠鏡，也簡稱“視界望遠鏡”，才能觀測如此清晰。
