#为什么不把月圆之夜定为月初#
因为人们对零量的敏感程度比非零量要远远敏感。
也就是现在最高票答案里说的“便于观测”。
全黑和满月，显然前者更加容易分辨，所以我们把全黑的日子拿来作为一个标度。
这个实际上就是物理学中“示零法”的思想来源。
补充一些关于示零法的内容吧。
示零法是通过外在的补偿，使得被测量在结果上显示出0结果，由于人和仪器对于结果是否为零具有较高的分辨能力，故示零法拥有较高的实验精度。
——摘自王澜涛《示零法及其误差》，《物理实验》，第九卷第六期，1989.12
示零法在实验室中有着广泛的应用，例如常见的天平就是一种示零装置。大学一年级电学实验中使用过的惠斯通电桥也是一种典型的示零装置。
由于示零法可以提高实验精度，减小实验误差的特点，它也被运用在很多经典物理实验中。下面介绍几个电磁学中经典的示零实验。
1773年，卡文迪许用两个同心金属球壳做实验，发现了电荷间的作用规律，从而验证了静电力的平方反比率。他的实验装置如下：
外面的球壳由两个半球组成,两个外半球合起来正好包裹起内球壳。内外两个球通过一根导线连着。外球壳带电后,取走导线,再打开外球壳,使用验电器来检查内球壳是否带电.结果验电器显示测不到内球上的电荷。
卡文迪许重复了多次实验,最后确定静电力服从平方反比定律。当时他实验的精度达到了δ<2×10-2
,跟库伦验证库伦定律的精度相当。但是库伦采用的是直接测量的方法，而卡文迪许运用了示零法，故随着实验能力的提升，后人采用并改进了卡文迪许的方法，使平方反比律的实验精度越来越高，目前已达到10-17
这一量级。
1821～1825年，安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并根据这四个实验推导出两个电流元之间的相互作用力公式。实验一：他将一根导线对折起来，通以电流，再用“无定向秤”观测其受力情况。实验结果表明，通电对折导线所受合力为零。他由此得到了：强度相同的方向相反的电流之间的作用力大小相等，方向相反。实验二：他将上述实验中对折导线的一根绕成螺旋线，通以电流，再用无定向秤观测其受力情况，发现对折导线所受合力仍为零。安培认为，通以电流的螺旋线可以看成是由许多电流元组成的，通电螺旋线所受到的力应是各电流元所受力的矢量叠加。他对这一实验进行分析和计算证明了：电流元具有矢量性质。实验三：他将通以电流的一圆弧形导线架在水银槽上，然后用各种线圈对它进行作用，发现不能使其沿电流方向发生运动。他由此推断，作用在电流上的力是与电流垂直的。实验四：他做了1、2、3三个相似的线圈，使它们的线度之比与三个线圈间距离之比一致。通以电流后发现，1、3两个线圈对线圈2的作用的合力为零。他由此得到：电流元长度和它们间的距离增加同一倍数时，作用力不变。
由这四个实验加上他的假说：两个电流源之间的相互作用力沿他们的连线。安培就推导出了电流元之间的作用力的表达式，也就是安培定律。
1897年居里夫人在对放射线的测量实验中用到了石英晶体压电秤。石英晶体压电秤的原理是运用石英晶体的压电效应与放射性物质的电离效应相互补偿，通过压电效应测量电离电流，从而对放射性强度进行比较。其装置如下：
图中的Q为压电晶体，下面挂上砝码，通过改变砝码可以改变砝码受到的拉力和晶体两侧的电荷量。AB是一对电容器极板，B板上放有放射性物质，发出辐射导致AB之间空气电离。E是一个静电计，在这里作为指示计示零。调节砝码质量，使得E的示数为零，即可通过压电效应得知放射性强度。居里夫人采用这种精确的方法，得到了非常多准确的数据。
除了电学实验，示零法在物理学其他实验中也有应用。其中最典型的例子当属厄缶验证惯性质量与引力质量的实验。在厄缶之前，人们是通过自由落体运动和单摆运动来验证二者相等的，但它们的实验精度都很低。厄缶持续做了25年的实验，他采用扭秤方法，把动态实验改为静态实验，直接比较两个物体的惯性质量和引力质量，从而大大地提高了实验精度。他的实验装置如下：
他将一根横杆悬挂在细线下，两端对称地固定着材料不同、但质量相同的重物A和B。这两种重物都会受到重力（与引力质量成正比）和地球自转造成的离心力（与惯性质量成正比）。M引与M惯成相等或成正比，那么AB所受离心力相等，力矩抵消，扭秤处于平衡状态。若M引与M惯不成正比，那么扭秤不再平衡，发生扭转。厄缶用望远镜对准悬丝上的小反射镜，观察望远镜上方的短刻度标尺，从而测量偏转角。为了避免系统误差，厄缶还将横杆转180°，换一个方向测量。1889年厄缶得到的第一次结果，实验精度达η≤5×10-8。1980年得到第二次结果，η=3×10-9，后一结果直到厄缶死后三年才正式发表。这一实验意义深远，爱因斯坦挖掘出其背后的含义，提出了等效原理，作为广义相对论的基础。
因为人们对零量的敏感程度比非零量要远远敏感。
也就是现在最高票答案里说的“便于观测”。
全黑和满月，显然前者更加容易分辨，所以我们把全黑的日子拿来作为一个标度。
这个实际上就是物理学中“示零法”的思想来源。
补充一些关于示零法的内容吧。
示零法是通过外在的补偿，使得被测量在结果上显示出0结果，由于人和仪器对于结果是否为零具有较高的分辨能力，故示零法拥有较高的实验精度。
——摘自王澜涛《示零法及其误差》，《物理实验》，第九卷第六期，1989.12
示零法在实验室中有着广泛的应用，例如常见的天平就是一种示零装置。大学一年级电学实验中使用过的惠斯通电桥也是一种典型的示零装置。
由于示零法可以提高实验精度，减小实验误差的特点，它也被运用在很多经典物理实验中。下面介绍几个电磁学中经典的示零实验。
1773年，卡文迪许用两个同心金属球壳做实验，发现了电荷间的作用规律，从而验证了静电力的平方反比率。他的实验装置如下：
外面的球壳由两个半球组成,两个外半球合起来正好包裹起内球壳。内外两个球通过一根导线连着。外球壳带电后,取走导线,再打开外球壳,使用验电器来检查内球壳是否带电.结果验电器显示测不到内球上的电荷。
卡文迪许重复了多次实验,最后确定静电力服从平方反比定律。当时他实验的精度达到了δ<2×10-2
,跟库伦验证库伦定律的精度相当。但是库伦采用的是直接测量的方法，而卡文迪许运用了示零法，故随着实验能力的提升，后人采用并改进了卡文迪许的方法，使平方反比律的实验精度越来越高，目前已达到10-17
这一量级。
1821～1825年，安培做了关于电流相互作用的四个精巧的实验，并根据这四个实验推导出两个电流元之间的相互作用力公式。实验一：他将一根导线对折起来，通以电流，再用“无定向秤”观测其受力情况。实验结果表明，通电对折导线所受合力为零。他由此得到了：强度相同的方向相反的电流之间的作用力大小相等，方向相反。实验二：他将上述实验中对折导线的一根绕成螺旋线，通以电流，再用无定向秤观测其受力情况，发现对折导线所受合力仍为零。安培认为，通以电流的螺旋线可以看成是由许多电流元组成的，通电螺旋线所受到的力应是各电流元所受力的矢量叠加。他对这一实验进行分析和计算证明了：电流元具有矢量性质。实验三：他将通以电流的一圆弧形导线架在水银槽上，然后用各种线圈对它进行作用，发现不能使其沿电流方向发生运动。他由此推断，作用在电流上的力是与电流垂直的。实验四：他做了1、2、3三个相似的线圈，使它们的线度之比与三个线圈间距离之比一致。通以电流后发现，1、3两个线圈对线圈2的作用的合力为零。他由此得到：电流元长度和它们间的距离增加同一倍数时，作用力不变。
由这四个实验加上他的假说：两个电流源之间的相互作用力沿他们的连线。安培就推导出了电流元之间的作用力的表达式，也就是安培定律。
1897年居里夫人在对放射线的测量实验中用到了石英晶体压电秤。石英晶体压电秤的原理是运用石英晶体的压电效应与放射性物质的电离效应相互补偿，通过压电效应测量电离电流，从而对放射性强度进行比较。其装置如下：
图中的Q为压电晶体，下面挂上砝码，通过改变砝码可以改变砝码受到的拉力和晶体两侧的电荷量。AB是一对电容器极板，B板上放有放射性物质，发出辐射导致AB之间空气电离。E是一个静电计，在这里作为指示计示零。调节砝码质量，使得E的示数为零，即可通过压电效应得知放射性强度。居里夫人采用这种精确的方法，得到了非常多准确的数据。
除了电学实验，示零法在物理学其他实验中也有应用。其中最典型的例子当属厄缶验证惯性质量与引力质量的实验。在厄缶之前，人们是通过自由落体运动和单摆运动来验证二者相等的，但它们的实验精度都很低。厄缶持续做了25年的实验，他采用扭秤方法，把动态实验改为静态实验，直接比较两个物体的惯性质量和引力质量，从而大大地提高了实验精度。他的实验装置如下：
他将一根横杆悬挂在细线下，两端对称地固定着材料不同、但质量相同的重物A和B。这两种重物都会受到重力（与引力质量成正比）和地球自转造成的离心力（与惯性质量成正比）。M引与M惯成相等或成正比，那么AB所受离心力相等，力矩抵消，扭秤处于平衡状态。若M引与M惯不成正比，那么扭秤不再平衡，发生扭转。厄缶用望远镜对准悬丝上的小反射镜，观察望远镜上方的短刻度标尺，从而测量偏转角。为了避免系统误差，厄缶还将横杆转180°，换一个方向测量。1889年厄缶得到的第一次结果，实验精度达η≤5×10-8。1980年得到第二次结果，η=3×10-9，后一结果直到厄缶死后三年才正式发表。这一实验意义深远，爱因斯坦挖掘出其背后的含义，提出了等效原理，作为广义相对论的基础。
科学家花了几天拍照，两年“洗相”——黑洞什么样？这次有图有真相
黑洞，宇宙中的当红“大咖”，天文学界、物理学界的“宠儿”。巨大的质量、近乎于零的体积、吞噬一切的引力、无限高的时空曲率，就连光也无法逃脱它的“魔爪”。
自20世纪开始，人们对黑洞的探秘就从未停止过。然而，经过全球200多位科学家数年的努力，直到今年的4月10日，人们才真正看到第一张黑洞照片。
过去科学家如何确定黑洞的存在？如今给黑洞“拍照”有何难点？“相机”在哪些方面取得了突破？首次“拍照”黑洞的尝试，对象选择有何“诀窍”？
隐形的它刷足存在感
“黑洞体积很小，而且与地球的距离非常遥远，限于单个望远镜的分辨率，我们无法直接看到黑洞。”中国科学院国家天文台研究员苟利军告诉笔者。
虽然看不到它，但科学家很早之前就预知了它的存在。早在十八世纪，数学家拉普拉斯等人基于经典的牛顿万有引力，提出了“暗星”的存在，这可以算是黑洞概念的雏形。1915年，爱因斯坦提出广义相对论，给出了后世皆知的爱因斯坦场方程。1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，表明如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——事件视界面，一旦进入视界面，即使光也无法逃脱。美国物理学家约翰·惠勒将之形象地称为“黑洞”。
自史瓦西得到黑洞的第一个解之后，许多物理学家也开始投身到对这种“不可思议的天体”的研究中。20世纪30年代，美国的“原子弹之父”奥本海默研究发现，恒星在一定环境下可以坍缩形成黑洞,这种观点在近几十年的数值计算中得到了证实。
随着天文观测技术的发展，对于天体的研究显然不会仅仅停留在计算的层面。但问题是，黑洞不同于其他天体，它既然连光都能吞噬，人类又怎能在茫茫宇宙中发现黑洞呢？
“科学家可通过测量黑洞对周围天体的作用和影响，如吸积盘、喷流现象等，间接观测或推测黑洞的存在。”苟利军表示，物质在被吞噬时，会沿螺旋状轨道靠近并落入中心的黑洞，从而在黑洞周围形成圆盘状的吸积盘。在黑洞的引力下，吸积盘内物质落入黑洞的速度极快，物质之间的摩擦使它被加热至数十亿摄氏度的高温，从而发出辐射。黑洞“吸食”周围的天体物质时，部分气体在被“吃”之前会沿着旋轴的方向喷射出高能粒子，这便是喷流。
吸积盘和喷流都是宇宙中极为明亮的现象。1964年，美国科学家利用探空火箭在天鹅座区域偶然发现了一个非常明亮的X射线天体，科学家将其命名为“天鹅座X-1”。它成为了人类发现的第一个黑洞候选体。此后，人们陆续发现了大量黑洞，这其中包括质量与天鹅座X-1差不多、相当于几十倍太阳质量的恒星级黑洞，也包括几十万、上百万倍太阳质量的超大质量黑洞。此前有科学家估算过，质量高于10个太阳质量的黑洞数目应该多于1亿个。
视界面望远镜“大展拳脚”
仅仅通过间接信息来观测黑洞显然已经无法满足科学家们的好奇心了。2017年4月5日，由位于南极、智利、墨西哥、美国、西班牙的8台亚毫米波射电望远镜同时对黑洞展开观测，利用甚长基线干涉测量技术（VLBI）将这8台望远镜构建成一个口径等同于地球直径的超级“虚拟”望远镜——视界面望远镜（EHT）。
“吸积盘的辐射主要是在可见光、紫外以及X射线波段。”苟利军说，但在吸积盘之外，黑洞周围还会存在不少高速运动的自由电子，这些速度接近光速的电子在电磁场的作用下会产生射电波段的同步辐射，从而为视界面望远镜“拍照”创造了条件。
“本次观测黑洞的亚毫米波段是射电波段中最短的部分，而虚拟望远镜的口径也扩大到了地球直径大小，使虚拟望远镜的分辨率大为提升，因此可以进行观测黑洞的尝试。”苟利军告诉笔者。
地球直径大小的望远镜是如何炼成的？简单说来，VLBI是把几个小望远镜联合起来，达到一架大望远镜的观测效果。“利用VLBI技术将多台望远镜组网观测时，虚拟望远镜的口径大小取决于其中距离最远的两台望远镜之间的距离。”中国科学院国家天文台研究员陈学雷在接受笔者采访时表示。
从参与观测的8台望远镜所处的地理位置来看，西班牙格拉纳达市与美国夏威夷莫纳基亚山距离超过10000公里，与地球直径相当。
“两台望远镜构成一条基线。最长的基线能提供目标天体最细致的细节，而参与组网的望远镜越多，基线就越多，就能得到质量越好的合成图像，让人们看到目标天体在不同尺度的细节。”陈学雷说。
科学家们付出诸多努力打造出这台“巨无霸相机”，用了数日进行“拍照”，但“洗照片”的过程却花费了2年时间。为何“冲洗”时间如此之长？
“这类观测的数据处理并非只用一套现成的方法。多台望远镜之间的钟差、望远镜自身状态随时间的微小改变等问题都会影响观测精度。另一方面，‘拍照’对象黑洞本身也在不断变化，科学家需要探索新方法对‘相机’进行校准，建立模型，以提升合成图像的质量和精度。”陈学雷指出，数据处理过程中需要根据处理结果不断调整运算方法，加之数据量巨大，因此用时很长。有报道称，为了处理这些海量数据，美国麻省理工学院等机构的科学家开发了新算法，以加快数据分析。
工作在射电波段的视界面望远镜正在“刷屏”，但我们是否有更好的选择？中国科学院上海天文台副台长袁峰此前表示，如果用光学望远镜观测黑洞需要达到几公里的口径，红外望远镜需要达到10~100公里口径。
“建设数公里甚至数十公里的单口径光学或红外望远镜显然工程浩大、难以实现，而‘合众之力’的干涉测量技术在上述领域中的应用也尚不成熟。”陈学雷表示，在目前技术水平下利用大口径射电望远镜“组团”观测是最为现实的选择。
选择“拍照”对象有学问
在目前发现的大量黑洞候选体中，科学家为何会“相中”人马座A*黑洞和M87星系中心黑洞进行“拍照”？
“这两个黑洞的视大小是我们所发现的黑洞中最大的两个。”苟利军告诉笔者，视大小指我们从地球上观测天体时，直接看到的天体大小。这取决于天体本身的直径以及它与地球的距离。同样大小的天体距离我们越远，在天空中看起来就越小。
人马座A*黑洞位于银河系中心。“相对来说，人马座A*黑洞并非是我们观测到的最大质量的黑洞，但是它距离地球最近，被看作研究黑洞物理的最佳对象。”苟利军表示，M87星系黑洞则以“胖”著称，其质量估计可达几十亿倍太阳质量。
“以前关于黑洞的证据并不直接，此次‘拍照’能获得最为直接的证据，给两个黑洞‘验明正身’，确认之前的间接观测和推测是否正确，也为今后的研究和观测提供一种检验方式。”苟利军指出。
本次“拍照”还可为一些基础物理研究提供数据或解释天文现象成因，如喷流的形成，科学家们希望能够解释黑洞自旋是否为喷流提供了能量源。而通过观察黑洞视界面的大小和形状，或许能够首次在超大质量黑洞周围的极端空间验证爱因斯坦引力理论。甚至，有人希望此次“拍照”能找到不同于黑洞的未知物体，用来验证其它恒星塌缩理论。
百载汲汲求索，今朝何其幸运能够见证第一张黑洞照片问世。当然，掀起黑洞甚至更多神秘天体的“盖头”，今天迈出的仅仅是第一步，未来我们会一直在路上。
于紫月
黑洞，宇宙中的当红“大咖”，天文学界、物理学界的“宠儿”。巨大的质量、近乎于零的体积、吞噬一切的引力、无限高的时空曲率，就连光也无法逃脱它的“魔爪”。
自20世纪开始，人们对黑洞的探秘就从未停止过。然而，经过全球200多位科学家数年的努力，直到今年的4月10日，人们才真正看到第一张黑洞照片。
过去科学家如何确定黑洞的存在？如今给黑洞“拍照”有何难点？“相机”在哪些方面取得了突破？首次“拍照”黑洞的尝试，对象选择有何“诀窍”？
隐形的它刷足存在感
“黑洞体积很小，而且与地球的距离非常遥远，限于单个望远镜的分辨率，我们无法直接看到黑洞。”中国科学院国家天文台研究员苟利军告诉笔者。
虽然看不到它，但科学家很早之前就预知了它的存在。早在十八世纪，数学家拉普拉斯等人基于经典的牛顿万有引力，提出了“暗星”的存在，这可以算是黑洞概念的雏形。1915年，爱因斯坦提出广义相对论，给出了后世皆知的爱因斯坦场方程。1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，表明如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——事件视界面，一旦进入视界面，即使光也无法逃脱。美国物理学家约翰·惠勒将之形象地称为“黑洞”。
自史瓦西得到黑洞的第一个解之后，许多物理学家也开始投身到对这种“不可思议的天体”的研究中。20世纪30年代，美国的“原子弹之父”奥本海默研究发现，恒星在一定环境下可以坍缩形成黑洞,这种观点在近几十年的数值计算中得到了证实。
随着天文观测技术的发展，对于天体的研究显然不会仅仅停留在计算的层面。但问题是，黑洞不同于其他天体，它既然连光都能吞噬，人类又怎能在茫茫宇宙中发现黑洞呢？
“科学家可通过测量黑洞对周围天体的作用和影响，如吸积盘、喷流现象等，间接观测或推测黑洞的存在。”苟利军表示，物质在被吞噬时，会沿螺旋状轨道靠近并落入中心的黑洞，从而在黑洞周围形成圆盘状的吸积盘。在黑洞的引力下，吸积盘内物质落入黑洞的速度极快，物质之间的摩擦使它被加热至数十亿摄氏度的高温，从而发出辐射。黑洞“吸食”周围的天体物质时，部分气体在被“吃”之前会沿着旋轴的方向喷射出高能粒子，这便是喷流。
吸积盘和喷流都是宇宙中极为明亮的现象。1964年，美国科学家利用探空火箭在天鹅座区域偶然发现了一个非常明亮的X射线天体，科学家将其命名为“天鹅座X-1”。它成为了人类发现的第一个黑洞候选体。此后，人们陆续发现了大量黑洞，这其中包括质量与天鹅座X-1差不多、相当于几十倍太阳质量的恒星级黑洞，也包括几十万、上百万倍太阳质量的超大质量黑洞。此前有科学家估算过，质量高于10个太阳质量的黑洞数目应该多于1亿个。
视界面望远镜“大展拳脚”
仅仅通过间接信息来观测黑洞显然已经无法满足科学家们的好奇心了。2017年4月5日，由位于南极、智利、墨西哥、美国、西班牙的8台亚毫米波射电望远镜同时对黑洞展开观测，利用甚长基线干涉测量技术（VLBI）将这8台望远镜构建成一个口径等同于地球直径的超级“虚拟”望远镜——视界面望远镜（EHT）。
“吸积盘的辐射主要是在可见光、紫外以及X射线波段。”苟利军说，但在吸积盘之外，黑洞周围还会存在不少高速运动的自由电子，这些速度接近光速的电子在电磁场的作用下会产生射电波段的同步辐射，从而为视界面望远镜“拍照”创造了条件。
“本次观测黑洞的亚毫米波段是射电波段中最短的部分，而虚拟望远镜的口径也扩大到了地球直径大小，使虚拟望远镜的分辨率大为提升，因此可以进行观测黑洞的尝试。”苟利军告诉笔者。
地球直径大小的望远镜是如何炼成的？简单说来，VLBI是把几个小望远镜联合起来，达到一架大望远镜的观测效果。“利用VLBI技术将多台望远镜组网观测时，虚拟望远镜的口径大小取决于其中距离最远的两台望远镜之间的距离。”中国科学院国家天文台研究员陈学雷在接受笔者采访时表示。
从参与观测的8台望远镜所处的地理位置来看，西班牙格拉纳达市与美国夏威夷莫纳基亚山距离超过10000公里，与地球直径相当。
“两台望远镜构成一条基线。最长的基线能提供目标天体最细致的细节，而参与组网的望远镜越多，基线就越多，就能得到质量越好的合成图像，让人们看到目标天体在不同尺度的细节。”陈学雷说。
科学家们付出诸多努力打造出这台“巨无霸相机”，用了数日进行“拍照”，但“洗照片”的过程却花费了2年时间。为何“冲洗”时间如此之长？
“这类观测的数据处理并非只用一套现成的方法。多台望远镜之间的钟差、望远镜自身状态随时间的微小改变等问题都会影响观测精度。另一方面，‘拍照’对象黑洞本身也在不断变化，科学家需要探索新方法对‘相机’进行校准，建立模型，以提升合成图像的质量和精度。”陈学雷指出，数据处理过程中需要根据处理结果不断调整运算方法，加之数据量巨大，因此用时很长。有报道称，为了处理这些海量数据，美国麻省理工学院等机构的科学家开发了新算法，以加快数据分析。
工作在射电波段的视界面望远镜正在“刷屏”，但我们是否有更好的选择？中国科学院上海天文台副台长袁峰此前表示，如果用光学望远镜观测黑洞需要达到几公里的口径，红外望远镜需要达到10~100公里口径。
“建设数公里甚至数十公里的单口径光学或红外望远镜显然工程浩大、难以实现，而‘合众之力’的干涉测量技术在上述领域中的应用也尚不成熟。”陈学雷表示，在目前技术水平下利用大口径射电望远镜“组团”观测是最为现实的选择。
选择“拍照”对象有学问
在目前发现的大量黑洞候选体中，科学家为何会“相中”人马座A*黑洞和M87星系中心黑洞进行“拍照”？
“这两个黑洞的视大小是我们所发现的黑洞中最大的两个。”苟利军告诉笔者，视大小指我们从地球上观测天体时，直接看到的天体大小。这取决于天体本身的直径以及它与地球的距离。同样大小的天体距离我们越远，在天空中看起来就越小。
人马座A*黑洞位于银河系中心。“相对来说，人马座A*黑洞并非是我们观测到的最大质量的黑洞，但是它距离地球最近，被看作研究黑洞物理的最佳对象。”苟利军表示，M87星系黑洞则以“胖”著称，其质量估计可达几十亿倍太阳质量。
“以前关于黑洞的证据并不直接，此次‘拍照’能获得最为直接的证据，给两个黑洞‘验明正身’，确认之前的间接观测和推测是否正确，也为今后的研究和观测提供一种检验方式。”苟利军指出。
本次“拍照”还可为一些基础物理研究提供数据或解释天文现象成因，如喷流的形成，科学家们希望能够解释黑洞自旋是否为喷流提供了能量源。而通过观察黑洞视界面的大小和形状，或许能够首次在超大质量黑洞周围的极端空间验证爱因斯坦引力理论。甚至，有人希望此次“拍照”能找到不同于黑洞的未知物体，用来验证其它恒星塌缩理论。
百载汲汲求索，今朝何其幸运能够见证第一张黑洞照片问世。当然，掀起黑洞甚至更多神秘天体的“盖头”，今天迈出的仅仅是第一步，未来我们会一直在路上。
于紫月
关于黑洞，你想知道的都在这里了！
https://t.cn/E6eLDbb
这是人类史上首张黑洞照片。新华社发（事件视界望远镜项目组 供图）
黑洞，一个无人不知却知之甚少的生僻热词，今天迎来历史性一刻——北京时间10日，一个“超巨型”质量黑洞在上海等全球多地向人类首次示现真容，以一张高清“写真”，用“眼见为实”的方式，定格了自己的真实存在，也引发了人们更多好奇。
黑洞预言流传百年来，我们是第一批“看见”黑洞的人类！
为先睹为快，新华社记者第一时间独家专访了发布会现场多位科学家，用最简单的语言解密此次里程碑式发现背后的“十万个为什么”。
——来啦，黑洞，请先来个自我介绍。
黑洞答：好，我在全球新闻发布会现场为你介绍。我活了100多亿年，人类终于给我拍了张照片。今天，我的“写真”以特刊形式发表在《天体物理学杂志通信》上，为我拍照的设备是一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜，200多位科研人员通过将地球上不同地点的8个射电望远镜组合成观测阵列，终于拍下了我的“盛世侧颜”。
——黑洞，原来过去这些年你只是“传说”？
黑洞答：没错！
解说：尽管在《星际穿越》等科幻电影中，我们曾一次次“真切”地领略黑洞的瑰丽，但那些画面都只是导演们“一厢情愿”的想象，黑洞到底长啥样没人真正见过。
约100年前，以爱因斯坦为代表的伟大科学家预言，大质量恒星在燃料耗尽、生命终结之后会向内部中心区域崩塌、集聚，最终形成黑洞
早期，黑洞只存在于牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论的公式和方程中，因为太过“超出人类理解”，就连最早预言的人都怀疑黑洞的真实存在。“直至2015年，人类首次探测到两个黑洞合并所产生的引力波，才强有力地证明了黑洞的存在，但那仍只是间接证明。”参与此次国际合作的中科院上海天文台台长沈志强说。
所以，无图无真相，在没有眼见为实“看到”黑洞之前，它一直是“传说”。
——这位“隐士”，你到底“躲”到哪里去了？
黑洞答：如果非要给“你我”之间加上个距离，那就是5500万光年。
解说：此前，黑洞确凿地存在于科学家们无数的推测数据中，但我们始终未曾与其谋面。如今，人类终于为黑洞拍下了第一张照片。
沈志强指着这张照片说：“人类拍到的这个黑洞，位于室女座星系团中一个超大质量星系——M87的中心，距离地球5500万光年。我们所在的银河系也是‘室女座’星系团的一员。”
4月9日，在中科院上海天文台，中方团队成员路如森研究员（右）和黄磊副研究员在讨论黑洞照片的成像原理。新华社记者 金立旺 摄
——听说你长得“大到没边”，那究竟是多大？
黑洞答：不准确！我只是很重，但我的体积很小。
解说：在多数人的想象中，黑洞之“大”超出人类对于大尺寸数量级的直观认知。但准确说，“黑洞只是质量和密度超乎想象的大，比如这次拍到的黑洞质量是太阳的65亿倍，属于超大质量黑洞，但体积却比较小，小到在其内部几乎没有空隙。”参与此次国际合作的中科院上海天文台研究员路如森说。
举个例子，“如果我们要将太阳变成黑洞，必须将太阳压缩到一个半径非常小的空间内。”沈志强说，而一旦太阳被压缩到这么小的空间内，就可以改名叫“黑洞”了，它拥有超强引力“先天基因”，可“吞噬”周围的气体、尘埃，乃至临近的恒星系和较小的黑洞。超强引力帮助黑洞以极其暴力的方式“跑马圈地”，宣誓自己的“势力范围”。
——首张黑洞“写真”拍的是你哪个“部位”？
黑洞答：我的侧颜“轮廓”。
解说：参与此次国际合作的、论文发表工作组五成员之一、中科院上海天文台副台长袁峰说：“照片中，黑色圆影的中央‘隐藏’着黑洞的真身。圆影外侧新月形的光环是黑洞周围气体发出的光，所以，准确地说，首张黑洞‘写真’拍到的是黑洞的‘轮廓’。”
人类史上首张黑洞照片如何拍成？2分钟带你看懂！
——黑洞，你到底黑不黑？
黑洞答：外面黑，里面也许不黑。
黑洞像个“至暗无底洞”，即便大名鼎鼎的“最牛飞毛腿”——光也难逃“魔洞”。但已故科学家斯蒂芬·霍金推断，黑洞并不像想象的那么黑，事物可以从黑洞逃脱。
哪个是真？哪个是假？
“从照片上看，黑洞的势力范围之内的确漆黑一片，但是势力范围里面，那个质量超大、体积超小的天体到底什么颜色，照片上还看不清楚。”沈志强说。
而对于被黑洞吞噬的一切事物有没有科幻电影中畅想的“逃离通道”，路如森说：“仍不清楚，照片中没法看到，可能没有。”
——听说物理教科书中某些理论失效了？
黑洞答：高兴得有点儿早。
2016年，有科学家在对2015年人类第一次观测到的引力波数据进行分析后表示，在黑洞周边，爱因斯坦的广义相对论可能会失效。真的吗？
黑洞首张“写真”揭晓了谜底。袁峰说，在没有拍到黑洞照片之前，科学家根据爱因斯坦广义相对论精准计算出了黑洞真身外黑色区域和新月形光环的结构。“拍到黑洞照片后，我们发现，真实情况跟我们计算的结果一模一样，可见，观测结果验证了爱因斯坦的广义相对论。”
但是，沈志强说，由于目前我们还无法“看清”黑洞的最里面，那里的运行规律是否与人类已知物理定律相悖还不得而知。
物理教科书目前再次经受住了考验，你兴奋吗？
——人类“千年等一照”，然后呢？
黑洞答：难道就不想再看看我到底是不是宇宙中最厉害的存在？
作为宇宙中第一批亲眼看见黑洞的“碳基生物”，生活在今日地球上的人类已然可以“无悔”，但好奇心不止的人类依然在努力。
“首次拍到黑洞真容只是迈出了人类认知黑洞的历史性一步，接下来我们将进一步增加观测望远镜的数量、分辨率，甚至不排除在外太空‘组建’更高清晰度望远镜的可能性。”袁峰说。
“我们希望用更短的时间拍出细节更丰富、角度更多样的黑洞照片，也希望有朝一日能在宇宙中开展系统的‘黑洞普查’。”沈志强说，这将有助于进一步验证爱因斯坦广义相对论等人类基础科学理论，也有助于人类弄懂黑洞到底是怎样的存在，星系中心壮观的喷流是如何产生的，宇宙究竟有多大、如何形成又如何演化。
“我是谁、我从哪里来、要到哪里去”，黑洞，人类“终极三问”的答案都在你那吗？
我们好期待！
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这是人类史上首张黑洞照片。新华社发（事件视界望远镜项目组 供图）
黑洞，一个无人不知却知之甚少的生僻热词，今天迎来历史性一刻——北京时间10日，一个“超巨型”质量黑洞在上海等全球多地向人类首次示现真容，以一张高清“写真”，用“眼见为实”的方式，定格了自己的真实存在，也引发了人们更多好奇。
黑洞预言流传百年来，我们是第一批“看见”黑洞的人类！
为先睹为快，新华社记者第一时间独家专访了发布会现场多位科学家，用最简单的语言解密此次里程碑式发现背后的“十万个为什么”。
——来啦，黑洞，请先来个自我介绍。
黑洞答：好，我在全球新闻发布会现场为你介绍。我活了100多亿年，人类终于给我拍了张照片。今天，我的“写真”以特刊形式发表在《天体物理学杂志通信》上，为我拍照的设备是一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜，200多位科研人员通过将地球上不同地点的8个射电望远镜组合成观测阵列，终于拍下了我的“盛世侧颜”。
——黑洞，原来过去这些年你只是“传说”？
黑洞答：没错！
解说：尽管在《星际穿越》等科幻电影中，我们曾一次次“真切”地领略黑洞的瑰丽，但那些画面都只是导演们“一厢情愿”的想象，黑洞到底长啥样没人真正见过。
约100年前，以爱因斯坦为代表的伟大科学家预言，大质量恒星在燃料耗尽、生命终结之后会向内部中心区域崩塌、集聚，最终形成黑洞
早期，黑洞只存在于牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论的公式和方程中，因为太过“超出人类理解”，就连最早预言的人都怀疑黑洞的真实存在。“直至2015年，人类首次探测到两个黑洞合并所产生的引力波，才强有力地证明了黑洞的存在，但那仍只是间接证明。”参与此次国际合作的中科院上海天文台台长沈志强说。
所以，无图无真相，在没有眼见为实“看到”黑洞之前，它一直是“传说”。
——这位“隐士”，你到底“躲”到哪里去了？
黑洞答：如果非要给“你我”之间加上个距离，那就是5500万光年。
解说：此前，黑洞确凿地存在于科学家们无数的推测数据中，但我们始终未曾与其谋面。如今，人类终于为黑洞拍下了第一张照片。
沈志强指着这张照片说：“人类拍到的这个黑洞，位于室女座星系团中一个超大质量星系——M87的中心，距离地球5500万光年。我们所在的银河系也是‘室女座’星系团的一员。”
4月9日，在中科院上海天文台，中方团队成员路如森研究员（右）和黄磊副研究员在讨论黑洞照片的成像原理。新华社记者 金立旺 摄
——听说你长得“大到没边”，那究竟是多大？
黑洞答：不准确！我只是很重，但我的体积很小。
解说：在多数人的想象中，黑洞之“大”超出人类对于大尺寸数量级的直观认知。但准确说，“黑洞只是质量和密度超乎想象的大，比如这次拍到的黑洞质量是太阳的65亿倍，属于超大质量黑洞，但体积却比较小，小到在其内部几乎没有空隙。”参与此次国际合作的中科院上海天文台研究员路如森说。
举个例子，“如果我们要将太阳变成黑洞，必须将太阳压缩到一个半径非常小的空间内。”沈志强说，而一旦太阳被压缩到这么小的空间内，就可以改名叫“黑洞”了，它拥有超强引力“先天基因”，可“吞噬”周围的气体、尘埃，乃至临近的恒星系和较小的黑洞。超强引力帮助黑洞以极其暴力的方式“跑马圈地”，宣誓自己的“势力范围”。
——首张黑洞“写真”拍的是你哪个“部位”？
黑洞答：我的侧颜“轮廓”。
解说：参与此次国际合作的、论文发表工作组五成员之一、中科院上海天文台副台长袁峰说：“照片中，黑色圆影的中央‘隐藏’着黑洞的真身。圆影外侧新月形的光环是黑洞周围气体发出的光，所以，准确地说，首张黑洞‘写真’拍到的是黑洞的‘轮廓’。”
人类史上首张黑洞照片如何拍成？2分钟带你看懂！
——黑洞，你到底黑不黑？
黑洞答：外面黑，里面也许不黑。
黑洞像个“至暗无底洞”，即便大名鼎鼎的“最牛飞毛腿”——光也难逃“魔洞”。但已故科学家斯蒂芬·霍金推断，黑洞并不像想象的那么黑，事物可以从黑洞逃脱。
哪个是真？哪个是假？
“从照片上看，黑洞的势力范围之内的确漆黑一片，但是势力范围里面，那个质量超大、体积超小的天体到底什么颜色，照片上还看不清楚。”沈志强说。
而对于被黑洞吞噬的一切事物有没有科幻电影中畅想的“逃离通道”，路如森说：“仍不清楚，照片中没法看到，可能没有。”
——听说物理教科书中某些理论失效了？
黑洞答：高兴得有点儿早。
2016年，有科学家在对2015年人类第一次观测到的引力波数据进行分析后表示，在黑洞周边，爱因斯坦的广义相对论可能会失效。真的吗？
黑洞首张“写真”揭晓了谜底。袁峰说，在没有拍到黑洞照片之前，科学家根据爱因斯坦广义相对论精准计算出了黑洞真身外黑色区域和新月形光环的结构。“拍到黑洞照片后，我们发现，真实情况跟我们计算的结果一模一样，可见，观测结果验证了爱因斯坦的广义相对论。”
但是，沈志强说，由于目前我们还无法“看清”黑洞的最里面，那里的运行规律是否与人类已知物理定律相悖还不得而知。
物理教科书目前再次经受住了考验，你兴奋吗？
——人类“千年等一照”，然后呢？
黑洞答：难道就不想再看看我到底是不是宇宙中最厉害的存在？
作为宇宙中第一批亲眼看见黑洞的“碳基生物”，生活在今日地球上的人类已然可以“无悔”，但好奇心不止的人类依然在努力。
“首次拍到黑洞真容只是迈出了人类认知黑洞的历史性一步，接下来我们将进一步增加观测望远镜的数量、分辨率，甚至不排除在外太空‘组建’更高清晰度望远镜的可能性。”袁峰说。
“我们希望用更短的时间拍出细节更丰富、角度更多样的黑洞照片，也希望有朝一日能在宇宙中开展系统的‘黑洞普查’。”沈志强说，这将有助于进一步验证爱因斯坦广义相对论等人类基础科学理论，也有助于人类弄懂黑洞到底是怎样的存在，星系中心壮观的喷流是如何产生的，宇宙究竟有多大、如何形成又如何演化。
“我是谁、我从哪里来、要到哪里去”，黑洞，人类“终极三问”的答案都在你那吗？
我们好期待！
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