什么是黑洞

2019年4月10日是一个值得纪念的日子，因为人类史上首张黑洞照片面世。黑洞是大家耳熟能详的名词，但是其实之前科学家只是源自爱因斯坦广义相对论的推论，但是一直没有真正的证实过，也没有给黑洞拍个照，所谓无图无真相。

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"视界望远镜"（Event Horizon Telescope，以下简称"EHT"）团队，宣布捕捉到了M87星系中心特大质量黑洞图像，该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。

它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。

爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。

M87星系中心特大质量黑洞图像.png

黑洞如何形成？

认定黑洞的存在经过了科学史上漫长而曲折的过程，从18世纪提出的"暗星"，到广义相对论引力场方程的精确解，又经历对恒星演化过程的研究，到了20世纪90年代，人们才看到了黑洞存在的间接证据。

目前公认的恒星级质量的黑洞是由大质量恒星自身坍缩而形成的。当恒星的核燃料耗尽，也就是恒星到达生命的尽头时，它们会膨胀，失去质量，然后冷却形成白矮星。但是这些炽热的天体中较大的，比如9到25倍太阳质量的恒星，它们会随着一场大爆炸——超新星爆发而坍缩成中子星。如果质量再大一些，25个以上的太阳质量，它们会进而演化成黑洞。当然，这些数字也不是绝对的，通常恒星质量级别的黑洞在3到100个太阳质量的区间。

超新星爆发会将恒星的物质抛向太空，只留下核心。本来恒星可以通过自身的核聚变产生持续向外的推力，以平衡恒星自身质量向内的引力。但爆发后恒星的残骸不会再提供推力，但自身巨大的引力还在，就只能向内坍缩。当它持续坍缩，半径收缩到史瓦西半径时，黑洞就诞生了。现在科学家认为银河系中存在着成千上万个恒星质量级的黑洞，确认了20多个存在。

史瓦西半径：

史瓦西半径是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。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，一旦进入界面，即使光也无法逃脱。后人将此距离称为史瓦西半径，并把上述天体周围史瓦西半径处的想象中的球面叫作视界。

当然，如果以质量划分，黑洞还有其他几种类型，如超大质量黑洞（数百万倍太阳质量）和微型黑洞（理论上小于太阳质量）。科学家还不清楚超大质量黑洞是如何形成的，他们推测是黑洞吸收了其附近的恒星和气体云等逐渐长大而成。对于微小型黑洞，天文学家认为可能是在大爆炸后的早期混沌宇宙中形成的。