為什麼首張黑洞照片的亮度是不均勻的？聽完科學家的解釋恍然大悟

宇宙浩瀚廣闊，有著無數的天體，除了我們比較常見的恆星，行星之外，還有一些特殊神秘的天體，比如：脈衝星，中子星，黑洞等。這些特殊神秘的天體中，以黑洞最特殊神秘。

黑洞到底是什麼，科學家目前也沒有確定的答案，它早在愛因斯坦廣義相對論誕生誕生後，就被預言存在黑洞這樣的一種神秘強大的天體。黑洞雖然實體，但是它的質量卻是非常巨大，之所以會是如此，科學家猜測，黑洞的中心有可能存在著一個質量無限大，體積無限小的奇點。

正是這個奇點的存在，成就了黑洞這種引力超強的天體，它強大的引力使周圍的空間坍縮，使黑洞成為了一個吞噬巨獸，任何物質只要進入它的視界都無法逃脫，包括光。因此，黑洞我們是無法直接觀測到的，可是一些超大質量的黑洞在吞噬周圍天體的過程中，形成了吸積盤，吸積盤中的物質相互摩擦產生了超強的輻射光波，它們向外界輻射。

科學家正是在宇宙中觀測到了這樣的吸積盤存在，才確定了黑洞是宇宙中真實存在的一種強大天體。雖然人類已經確定了黑洞的存在，但是有關黑洞的照片始終沒有被拍攝到，我們在網上看到的那些黑洞照片，只不過是人們想像藝術加工而成了。

科學家一直以來都想拍攝人類第一張黑洞照片，這個願意終於在2019年4月10日實現了，這一天科學家公布了人類首張黑洞照片，被拍攝的黑洞距離地球約5500萬光年，質量大概是太陽的65億倍，是一個超大質量黑洞，它的吸積盤異常明亮，既然相距我們非常遙遠，可是仍然能被我們觀測到並拍下了人類史上首張黑洞照片。

人類的首張黑洞照片看上去有點模糊不清，而且細心的朋友還會發現，照片上的黑洞亮度並不均勻，這是怎麼回事？從照片中可以看出，黑洞的真實照片跟人們設想中的黑洞樣子還是非常相似的，中間是一個不可見的黑洞，四周是亮度不一的光芒。

事實上，我們看到的環繞黑洞的亮光其實就是黑洞的吸積盤中的物質發生劇烈摩擦升溫後發出的亮光。之所以會呈現出亮度不一的情況，主要是與多普勒效應有關。這個現象用我們生活中一個有趣的現象可以說明：當一輛救護車迎面駛來的時候，聽到聲音比原來高；而車離去的時候聲音的音高越來越低。這種現象就是多普勒效應。

多普勒效應也適應於光，照片中的黑洞之所以會有南亮北弱的明顯對比，是由於南部物質朝著我們運動，而北部物質遠離我們運動，所以南部的亮度要比北部的亮度更高。而且黑洞的吸積盤範圍並不是固定不動的，而是一直處於一個高速放置的運動中。

因此，我們從遠處看就會發現黑洞吸積盤呈現亮度不均勻變化的現象。而且通過南北亮度的變化，我們站在地球的角度，也可以看出這個黑洞的自旋方向是順時針方向。科學家為了觀測拍攝這個黑洞的照片，也是付出了巨大的努力。

要知道，黑洞的吸積盤雖然非常明亮，可它距離地球達到了6500成光年，哪些遙遠的距離，想要拍攝到它的照片，可是需要一個直徑無比巨大的望遠鏡，科學家想到的辦法就是集合全球多個望遠鏡，構建一個口徑等同於地球直徑的「虛擬」望遠鏡。

正是有了這個超有巨大的「虛擬」望遠鏡，我們才能夠初步拍攝到一張黑洞的真實照片，在一些人看來，這張照片如此平凡，而且還有點模糊，為什麼科學家對它如此重視？其實人類首張黑洞照片的公布，所代表的意義是非凡的，它再一次了證明愛因斯坦相對論的正確性。

同時，人類對黑洞的了解極其少，通過這一張黑洞照片，從科學的角度可以提供很多信息，幫助我們了解氣體在黑洞內區真正的運動狀態，而且還能夠了解一些有關黑洞噴流，黑洞質量，轉動等初步特徵。

可能有人會覺得宇宙中的黑洞少，而且都距離地球如此遙遠，我們很維在未來靠近觀測。可事實上，宇宙中的黑洞數量並不多，就拿銀河系來說，科學家預估黑洞的數量可能有上億個。雖然銀河系有如此多的黑洞，但是由於黑洞在不吞噬物質形成明顯吸積盤前，我們是無法觀測到的。

大部分的中小質量黑洞，它們的吞噬能力弱，周圍有可能已經沒有物質，所以它們形成不了明亮的吸積盤，一直隱身在宇宙中，只有那些超大質量黑洞，比如銀河系中心的黑洞人馬座A*，它們的引力強大，影響範圍廣，可以不斷吞噬周圍的天體物質，能夠形成明亮的吸積盤，然後被我們觀測到。

因此，銀河系的黑洞雖然多，但是我們能夠觀測發現的只有極少數，它們距離地球都非常遙遠，以人類科技的發展速度，有可能需要實現超光速飛行才能到達。人類想要研究探索黑洞，徹底搞清楚它的本質和作用，那必須要靠近黑洞收集觀測數據才行。

太陽系的附近有可能也存在著一些小型黑洞，以人類現在的科技是無法發現的，只能等未來人類科技更進一步，有了更加先進的探測黑洞的技術和工具，相信那個時候我們就可以在銀河系中發現很多的中小質量黑洞，那個時候我們就可以靠近離地球較近的黑洞進行研究探索，或許會揭開黑洞神秘的面紗，我們期待著這一天的到來。

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