从科普视角看黑洞

摘要：黑洞的照片首次公布，引起各界关注，科学家们对黑洞探索的成就，也应让中学生们有所了解。本文从黑洞概述，被拍到黑洞的特点以及拍照过程，用通俗易懂的语言介绍黑洞，以提高学习兴趣和科学探究精神。

关键词：科普;黑洞;拍照

黑洞的照片在2019年4月10日首次发布，拍到黑洞的照片在人类历史上是一个重大的突破，第一次帮助我们确认了黑洞的存在，1687年牛顿提出了引力的概念，1916年爱因斯坦提出了广义相对论，而黑洞是广义相对论的一个著名的预言。从黑洞概念的提出到人们真正见到黑洞，相隔了100多年。在这100多年里，人们对黑洞的探索从没有停止，探索黑洞是近代物理学的一个重大课题，黑洞与地理学也密切相关，中学地理虽然没有把黑洞列为教学范围，但是向中学生介绍科学前沿的知识，可以提高学生对地理学习的兴趣，激发学生的科学精神。

黑洞一词学生听过，但是仅仅只停留在听过的层面，对于黑洞是怎样形成的，这次拍到的黑洞是什么样子的都不清楚

黑洞概述

黑洞是由恒星演变而来的，太阳就是一颗离地球最近的恒星，恒星会发光，是因为它进行着氢融合成氦的核聚变反应，就相当于燃料，如果它的燃料烧完了，中心的燃料没有力量支撑外壳的重量，恒星就迅速地收缩，收缩为体积趋为零，密度趋向无限大的点，恒星收缩到一定程度时，巨大的引力使任何物体甚至光也无法投射出来，黑洞就形成了。黑洞的表面叫做视界，一个物体到达视界时，就会被吸进去，再也出不来了。黑洞的中心叫做奇点，物体到达奇点处，就会被挤压成非常细碎并具有极高密度的物质，直到毁灭。

被拍到的黑洞的特点

这次我们拍到的黑洞，见图1，位于室女座，也就是大家熟知的处女座，这个黑洞不在银河系内，距离地球5500万光年，当这个黑洞的光开始向地球发射时，地球上的现代哺乳动物才刚开始出现，比如始祖象，猿猴还没有踪影，而太阳光到达地面只需要8秒多。被拍到的黑洞质量为太阳的65亿倍，拍这个黑洞的难度，相当于在地球上拍太阳上的一枚硬币。黑洞是黑色的，我们拍到的不是黑洞本身，而是由于黑洞产生的效果，一些宇宙物质到达了视界，就会旋转，被黑洞吸进去，根据物质的运动轨迹，拍出的黑洞。

拍照过程

对如此難度拍照，仅靠一个望远镜是看不出来的，200多名科研人员在全球使用了8台顶级望远镜，组成了一个口径跟地球类似的“虚拟”望远镜，然后把搜集的数据进行处理，拼接，这些数据多，处理起来技术难，因此花费了两年多的时间，可以说，这个黑洞照片不是“照”的，而是“拼”的。

从科普视角看黑洞，不需要用专业的物理学或者天文学知识讲解，用学生能够听懂的语句表述，学生愿意听，喜欢听，同时对黑洞的认识进一步加深，提高学习兴趣和对科学的探索热情。

作者简介：

侯华葛（1994.9～），女，湖北襄阳，福建师范大学地理科学学院，在读研究生。