科学家为何还能拍摄黑洞照片黑洞为什么能拍出照片

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北京时间2019年4月10日21时，我国的上海、台北以及世界其他5个城市的天文学家同时召开了发布会，邀请全世界人共同见证人类历史上的一次盛事——世界上第一张黑洞照片问世。
你可能会纳闷：黑洞不是黑的吗？怎么还能拍照片呢？今天，咱们就来聊聊这个问题。
黑洞1915年的时候，伟大的物理学家爱因斯坦提出了著名的广义相对论，震惊了世界，也改变了我们对宇宙和引力的认知。
1916年，德国天体物理学家卡尔?史瓦西就根据场方程计算出一个真空解。这个真空解暗示我们，宇宙中可能存在一种非常神秘的天体，它没有体积，而是会把所有的物质挤压在一个点内。因此，这个点具有无限大的密度以及无限大的时空曲率。因为这个点十分诡异奇怪，因此被称为奇点。
由于密度如此之大，它的引力也大得惊人，以至于附近的区域连宇宙中最快的光也无法逃脱，最终被它吞噬。这就导致我们无法直接观测到它，后来物理学家惠勒给这种天体起了一个非常形象的名字——黑洞。
（图片说明：黑洞吞噬天体的示意图）
当然，黑洞也不是能够吸引全宇宙的光。我们知道，引力和二者之间的距离的平方成反比，对于黑洞来说，只能够吞噬周围一定范围内的光，而这个范围也与黑洞质量相关。史瓦西同样计算了这个数据，这就是黑洞的史瓦西半径。恰好能够让光处于被吞噬和不被吞噬的临界点，叫做黑洞的事件地平线，内部就是它的事件视界。
观测黑洞那么问题来了，既然黑洞连光都能吞噬，天文学家要如何给黑洞拍摄照片？
实际上，就目前已知的理论而言，天文学家不可能拍摄到事件视界以内的任何图像。好在，即使不拍摄这里的区域，仍然对我们有重要意义。
（图片说明：黑洞艺术图）
当物质被黑洞吞噬时，它们会旋转着加速向黑洞下落，就像是你打开水槽的塞子后水会旋转着涌入下水道一样，这就是黑洞的吸积盘 。在这个过程中，物质的能量会大幅增加，从而发出辐射，变得极其明亮，而这个明亮的吸积盘，正是天文学家们了解黑洞的重要手段。
即便如此，想要观测一个黑洞，难度仍然是非常大的，对于人类目前的每一个观测设备来说都是不可能完成的任务，它们的口径都太小了。
于是，甚长基线干涉技术迎来了它发挥的舞台。通过分布于世界不同角落的八台望远镜，天文学家们将它们等效成了一个直径和地球一样大的虚拟望远镜，这就是事件视界望远镜 。凭借着这台强大的虚拟望远镜，我们终于可以在可见光以外的波段拍摄黑洞的吸积盘，了解这种神秘的天体。
（图片说明：历史上第一张黑洞照片）
历史上第一张被人类拍照的黑洞，是一个距离我们5500万光年的超大质量黑洞，它位于M87星系的中心，因此被称为M87* 。天文学家指出：这个黑洞的质量是太阳的65亿倍，体积是太阳的680万倍，绝对是宇宙中的怪兽。
就在2021年3月24日，天文学家们又公布了事件视界望远镜的最新成果，那就是偏振光下的黑洞照片 。乍看之下，这张图片和上一次好像有点类似，而且都是来自于M87* 。那么，这两次照片到底有什么区别呢？其中蕴含着怎样的秘密呢？
偏振光下的黑洞照片（图片说明：3月24日发布的黑洞照片）
首先我们要知道，什么是偏振光呢？
我们知道，电磁波属于横波。所谓的横波，指的是在向前传播的同时，还会向左右、上下、斜上下等各个方向振动。但是，如果进行某种方向上的遮挡或者是其他干扰因素，那么某些特定方向上的电磁波就会被拦住，导致传到观测者眼里的只有特定方向上的电磁波，这就是偏振。

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