從科普視角看黑洞

摘要：黑洞的照片首次公布，引起各界關(guān)注，科學家們對黑洞探索的成就，也應(yīng)讓中學生們有所了解。本文從黑洞概述，被拍到黑洞的特點以及拍照過程，用通俗易懂的語言介紹黑洞，以提高學習興趣和科學探究精神。

關(guān)鍵詞：科普;黑洞;拍照

黑洞的照片在2019年4月10日首次發(fā)布，拍到黑洞的照片在人類歷史上是一個重大的突破，第一次幫助我們確認了黑洞的存在，1687年牛頓提出了引力的概念，1916年愛因斯坦提出了廣義相對論，而黑洞是廣義相對論的一個著名的預(yù)言。從黑洞概念的提出到人們真正見到黑洞，相隔了100多年。在這100多年里，人們對黑洞的探索從沒有停止，探索黑洞是近代物理學的一個重大課題，黑洞與地理學也密切相關(guān)，中學地理雖然沒有把黑洞列為教學范圍，但是向中學生介紹科學前沿的知識，可以提高學生對地理學習的興趣，激發(fā)學生的科學精神。

黑洞一詞學生聽過，但是僅僅只停留在聽過的層面，對于黑洞是怎樣形成的，這次拍到的黑洞是什么樣子的都不清楚

黑洞概述

黑洞是由恒星演變而來的，太陽就是一顆離地球最近的恒星，恒星會發(fā)光，是因為它進行著氫融合成氦的核聚變反應(yīng)，就相當于燃料，如果它的燃料燒完了，中心的燃料沒有力量支撐外殼的重量，恒星就迅速地收縮，收縮為體積趨為零，密度趨向無限大的點，恒星收縮到一定程度時，巨大的引力使任何物體甚至光也無法投射出來，黑洞就形成了。黑洞的表面叫做視界，一個物體到達視界時，就會被吸進去，再也出不來了。黑洞的中心叫做奇點，物體到達奇點處，就會被擠壓成非常細碎并具有極高密度的物質(zhì)，直到毀滅。

被拍到的黑洞的特點

這次我們拍到的黑洞，見圖1，位于室女座，也就是大家熟知的處女座，這個黑洞不在銀河系內(nèi)，距離地球5500萬光年，當這個黑洞的光開始向地球發(fā)射時，地球上的現(xiàn)代哺乳動物才剛開始出現(xiàn)，比如始祖象，猿猴還沒有蹤影，而太陽光到達地面只需要8秒多。被拍到的黑洞質(zhì)量為太陽的65億倍，拍這個黑洞的難度，相當于在地球上拍太陽上的一枚硬幣。黑洞是黑色的，我們拍到的不是黑洞本身，而是由于黑洞產(chǎn)生的效果，一些宇宙物質(zhì)到達了視界，就會旋轉(zhuǎn)，被黑洞吸進去，根據(jù)物質(zhì)的運動軌跡，拍出的黑洞。

拍照過程

對如此難度拍照，僅靠一個望遠鏡是看不出來的，200多名科研人員在全球使用了8臺頂級望遠鏡，組成了一個口徑跟地球類似的“虛擬”望遠鏡，然后把搜集的數(shù)據(jù)進行處理，拼接，這些數(shù)據(jù)多，處理起來技術(shù)難，因此花費了兩年多的時間，可以說，這個黑洞照片不是“照”的，而是“拼”的。

從科普視角看黑洞，不需要用專業(yè)的物理學或者天文學知識講解，用學生能夠聽懂的語句表述，學生愿意聽，喜歡聽，同時對黑洞的認識進一步加深，提高學習興趣和對科學的探索熱情。

作者簡介：

侯華葛（1994.9～），女，湖北襄陽，福建師范大學地理科學學院，在讀研究生。