黑洞事件视界是什么意思？事件视界望远镜原理**

宇宙对于现在的人类来说还是有很多未解之谜，比如至今都很神秘的黑洞，霍金曾提出关于黑洞的理论震惊全世界，因为黑洞之所以叫黑洞是黑洞不论是什么东西都永远不会出来，这里有个专业名词叫黑洞事件视界。为了更好地观测黑洞，科学家们利用事件视界望远镜来观测，跟随小编一起来看一下。
 
 
黑洞事件视界是什么意思？
 
 
 
视界就是我们可以看到（或用仪器探测到）的极限界线。越过这个界线里面发生任何事件我们都不可能知道。象黑洞的史瓦西半径就是这样一个界限。在这个半径外面发生的事件我们可以探测到。而在这里面发生的一切我们都永远无法知道。因为任何东西，包括光、无线电波或粒子流，只要进去了就永远出不来。我们看不到任何东西。当然也就无法知道里面发生了什么。
 
 
 
因为黑洞的引力太大了，即使是光都不能逃脱。事件视界内的东西不会对事件视界外的东西造成影响，因为即使是光也不能逃出事件视界之外。
 
 


 
事件视界望远镜原理**
 
4 月 5 日开始，一个国际合作的天文项目（Event Horizon Telescope，EHT）开始对两个特殊的天体进行观测：距离地球 25000 光年，位于银河系核心人马座 A，以及距离地球 5300 万光年的 M87 室女座星云。观测的目标不是常规的天体，而是两个疑似的超大质量黑洞。“事件视界望远镜”的观测将让人类第一次看到黑洞的真实样子。
 
 
 
“事件视界望远镜”
 
 
 
在现有的宇宙学理论中，黑洞应该是最奇怪的天体之一了：引力密度高到光都不能逃脱，一切物理定律在黑洞内部都会失效。因为引力密度极高，物质在落入黑洞的时候会激发出大量热量和 X 射线辐射，所以黑洞虽然在可见光波段完全不可见，但在 X 射线天文观测里却像灯塔一样明亮。同时，引力把黑洞变成了一种非常简单，简单到接近数学模型的天体，只需要质量、电荷、自转三个参数就可以描述。
 
 
 
那么“事件视界望远镜”这个名字里的“事件视界”（Event Horizon）是什么意思？
 
在“事件视界望远镜”之前，天文学观测已经看到了黑洞的一些边缘证据，比如物质落入黑洞时，因为摩擦和引力作用形成的高热积吸盘，就像马桶放水时旋转的漩涡，这个漩涡可能比黑洞本身要大得多。但物质什么时候算是正式落入黑洞了呢？现在的天文学研究认为，黑洞拥有一个边界，只要跨过这个边界，正常宇宙的一切定律，包括时间和空间在内都会失效，任何物质和信息都不能回头。这个边界就是“事件视界”。
 
但是同时，处在远方的观察者，比如人类，是无法看到物质跨过“事件视界”的：黑洞内部的空间结构和正常宇宙完全不同，与其说物质是因为强大的引力不能逃脱，更准确的理解应该是，黑洞内部的空间完全扭曲，所有的方向都指向黑洞内部，空间将和时间一样变成单向的。按照广义相对论的描述，理论上只能看到物质以越来越慢的速度靠近黑洞，最终无限趋于静止。


 
“事件视界望远镜”就是科学家不满足只看到积吸盘和辐射，想要看到黑洞本身，也就是“事件视界”附近而设计的。
 
但要特别注意的是，“事件视界望远镜”不是一个单独的望远镜，而是分布在全球的八个观测站组成的网络。之所以需要利用分布在西班牙、夏威夷、南极等几乎覆盖整个地球表面的观测站，是因为人马座 A 超大质量黑洞太远了。目前推测的数据显示，这个超大质量黑洞大约具有 400 万个太阳质量，可以计算出它的史瓦西半径，也就是黑洞的“直径”大约是 2400 万公里，也就是 17 个太阳的大小。
 
“事件视界望远镜”的全球观测网络/Nature
 
 
 
但在 25000 光年，也就是 24 亿亿公里的距离下，17 个太阳直径也只是分辨不出任何细节的一个点而已。按照**马萨诸塞州阿姆赫斯特大学的天文学教授 Gopal Narayanan 的比喻，这大概相当于在地球上看月球上的一个葡萄柚。所以，利用地球上八个观测站组成网络，就可以利用干涉技术一起观测，最终产生可见的数据。
 
另外，这八个观测站接收的不是人眼可见的可见光，它们都是毫米波段的射电望远镜，也就是可以接收 1.3mm 波长电磁波的大天线。




 
“事件视界望远镜”的主要观测站，位于智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）/Wikipedia


 
从 4 月 5 日起，“事件视界望远镜”将在天气允许的情况下对两个目标进行大约 10 天的观测。但在观测结束之后，黑洞的照片可能需要几个月的处理之后才能看到：望远镜们每天晚上接收到的数据可能会超过 2000 TB，科学家们会在观测技术之后把存着数据的硬盘打包运到位于德国和**的两个数据中心，利用超级计算机计算数个月，才能得到一张黑洞的“照片”。


 
黑洞看起来会是什么样？因为非常特殊和神秘，黑洞不仅在天文学中是最引人注目的课题之一，在流行文化里也是热门话题。2014 年上映的**科幻电影《星际穿越》（Interstellar）可能创造了目前细节最丰富，最接近科学**的黑洞图像。


 
《星际穿越》中的黑洞模型
 
在加州理工学院理论物理学家基普·索恩（Kip Stephen Thorne）的带领下，《星际穿越》影片给一颗名为卡冈图雅（Gargantua）的虚构黑洞构建了非常震撼的黑洞图像：黑洞本身是一个旋转着的黑色球体，明亮的积吸盘围绕着它的赤道位置。但因为黑洞强大的引力弯曲了空间，积吸盘的被扭曲成了环形，出现在黑洞的上下左右所有方向，让黑洞看起来就像是一个发光的陀螺。


 
“事件视界望远镜”最终看到的画面可能是什么样子的？滑铁卢大学的模拟显示，因为黑洞正在旋转，多普勒效应可能会让这张照片看起来像一个一边亮一边暗的漩涡。