对一般人而言，黑洞是一种令人捉摸不透的可怕天体。黑洞是宇宙中实实在在存在的天体。可能因为命名过于华丽—宇宙中的“黑色洞穴”，单凭这个名称，黑洞就足以刺激人类的想象。
卡尔·史瓦西（1873—1916）
因为重力太强，连光都可以吞噬，这就是黑洞，一种令人费解的天体。黑洞猜想最初被提出的契机，源于著名物理学家爱因斯坦于1915年发表的广义相对论。翌年，德国科学家史瓦西预言了黑洞的存在。
◆史瓦西预言了黑洞的存在
人类生存的宇宙空间内已经发现了许多黑洞，它们大致可以分为以下两类：
其一，夜空里闪烁的恒星中，质量为太阳30倍以上的恒星经过超新星爆发后，通常会形成黑洞。天鹅座X-1就是典型代表。关于为什么会形成这样的黑洞，随着对恒星演变过程研究的深入，人类大体知道了答案。下一小节将对此做具体介绍。
另一种黑洞类型，则充满谜团。银河系中心就发现了质量极其巨大的黑洞。
2019年4月10日，历史性的新闻发布会在这一天举行。日本还处于深夜时，世界六地同时召开新闻发布会。发布会上，国际共同研究小组“事件视界望远镜”项目团队（EHT Collaboration）公布了其拍摄到的位于银河中心的超大质量黑洞阴影照片。这是人类史上首次成功拍摄到包围黑洞的光子球的模样。日本天文学家也参与了该项目。4月11日，世界各国报纸头版头条都被这条新闻占据。上一次天文学的新闻受到如此重视，还是2016年2月，人类在两黑洞融合时首次捕捉到来自宇宙的引力波。
公布的这张照片，其实并不是黑洞本身，而是人类首次亲眼见到的黑洞的阴影（包围黑洞的光子球）。照片中的黑洞位于室女座超巨椭圆星系M87中心，距离地球5500光年。通过对黑洞喷流的确认，人类其实早已知道M87星系中心存在着这一超大质量黑洞。但不得不说，人类首次拍摄到光子球，实在是一大快事。
而且，通过对照片中黑洞阴影的解析，科学家还发现这个黑洞的质量竟然是太阳的65亿倍之多。
M87星系，乍一听，似乎不怎么耳熟，反而M78星系听起来更顺耳一些？没错，M78星系正是奥特曼的故乡。奥特曼虽然只是科幻作品中的人物，但已然成为人尽皆知的英雄。经与构思并打造出奥特曼相关作品的公司株式会社圆谷制作确认，据说原本设定奥特曼的故乡为M87星系，但由于偶然间的脚本誊写错误等原因，两个数字颠倒，变成了M78。与我们人类居住的银河系以及熟悉的邻居仙女星系M31相比，M87星系的体积要庞大得多。也正因为如此，人类才能成功拍摄到黑洞阴影。
“事件视界望远镜”项目团队集结了200名左右的研究人员，致力于捕捉黑洞的事件视界（Event Horizon，即光无法逃逸的黑洞边缘）这一野心十足的研究。
早在2017年，项目团队同时操作分布在世界各地的8台射电望远镜，借助波长为1.3毫米的极高频电磁波，成功捕捉到了黑洞阴影。2019年的这场发布会上，公布的其实是2年前观测数据的解析结果。
这些用于观测的射电望远镜分布在南极、智利（阿塔卡马探路者实验望远镜等）、美国（亚利桑那州和夏威夷）、墨西哥、西班牙等地。其解析能力之高，能够从地球上看清放置在月球上的棒球。如果与人类视力做比较，项目团队的望远镜可以说是拥有一双300万倍视力的超乎想象的“火眼金睛”。
◆EHT团队捕捉到的黑洞阴影
照片提供：“事件视界望远镜”项目团队
在此之前，人类之所以没能成功拍摄黑洞，是因为缺少阿塔卡马探路者实验望远镜的参与。2017年，阿塔卡马探路者实验望远镜的加入，令望远镜阵营整体聚光能力大幅提升。
不过，即便是通过EHT团队，要想拍摄到位于银河系中心、质量为太阳400万倍的黑洞的照片，望远镜的感光度也才勉强达到及格线。目前，相关解析工作仍在继续，相信银河系中心黑洞阴影照片问世的那一天，很快就会到来。此外，EHT团队还对位于M104星系中心以及半人马座A星系中心的黑洞进行观测。
◆“事件视界望远镜”分布图
来源：（“事件视界望远镜”项目团队）https://www.nao.ac.jp/news/sp/20190410-eht/images.html(www.xing528.com)
这次希望大家注意，照片里拍摄到的并不是黑洞本身。画面中的明亮部分（光子球）内侧约五分之一半径大小的地方，叫作“事件视界（Event Horizon）”，黑洞就在它的内部。事件视界是黑洞表面（黑洞中心到事件视界的距离叫作史瓦西半径）。
通过电磁波观测发现，光子球之所以看起来像是包围着黑洞，是因为接近黑洞的电磁波中，一部分即将被黑洞吞噬的电磁波受到黑洞重力影响，行进路线出现扭曲，于是，面向地球一侧的光子集合看起来就像一束。在黑洞半径5倍左右距离的区域，光子极度扭曲并聚集起来，形成光子球，呈球壳状包围黑洞。
虽然这次公布的照片，是人类史上首次实现对银河星系中心超大质量黑洞的光子球的成功拍摄，但人类早已通过其他各种方式，确认了黑洞的存在。例如，通过射电望远镜，解析银河星系中心的旋转运动。日本国立天文台野边山宇宙电波观测所，就通过1982年建设的45米口径毫米波射电望远镜，发现了黑洞。同样是借助该望远镜，国立天文台的科学家三好真、中井直正、井上允于1995年，发现了2300万光年外的螺旋银河M106星系中存在质量为太阳3900万倍的超级大黑洞。
这是人类首次在银河系以外的遥远星系中心发现超大质量黑洞。
三好教授细致观测M106星系中心时发现，距水脉泽辐射谱线位置几乎相同距离的地方，存在2个电磁波高峰。这是该星系中心超高速旋转（多普勒效应）造成的谱线错位。通过星系中心的旋转速度，可以计算出中心物体的重量（开普勒第三定律）。这里引发旋转的物体，正是黑洞。
以同样方式，人类发现了银河系中心质量为太阳400万倍的超级大黑洞。
让我们把话题转回前文介绍过的质量为一般大小的黑洞，聊一聊质量为太阳30倍以上的恒星的生命最后姿态—黑洞。人类为什么可以发现连光都能吞噬的黑洞呢？这是因为1971年至1972年，人类持续观测的天鹅座X-1恰巧是一组包含黑洞的双星。双星由两颗绕着共同的中心旋转的恒星组成。宇宙中，双星的数量较多，像太阳这样单独的恒星，反而是少数。因此，双星并不是什么特殊的天体。由于宇宙放射线会被地球大气吸收，在进行X射线天文学研究时，太空望远镜不可或缺。
20世纪70年代初，科学家利用X射线太空望远镜搜索整个宇宙时，发现天鹅座X-1中存在能量强大且密度较高的X射线源。
◆世界上最早发现的黑洞：天鹅座X-1
正因为这是天鹅座中能量最大的X射线源，因此得名天鹅座X-1。经过进一步详细调查，科学家发现，该X射线源中有一个恒星，并且这颗恒星一边环绕一个看不见的天体周围公转，一边释放X射线。经推测，这个看不见的天体就是黑洞，距离地球约6000光年。
此后，科学家发现，银河系内也存在像天鹅座X-1一样组成双星的“黑洞候选”，不过这些黑洞都距离地球数千光年以上，不存在地球以及居住在地球上的人类被吞噬的危险。
可是，如果接近黑洞，会发生什么呢？不少人对于这个疑问，肯定展开了想象。在此，笔者想推荐影片《星际穿越》（Interstellar）。这是一部2014年上映的科幻题材电影巨作，因首次发现引力波而获颁2017年诺贝尔物理学奖的理论物理学家基普·S.索恩也参与了影片制作。影片中，宇航员穿越黑洞时进入其他宇宙次元，最后成功生还。当然，这在现实中应该是无法实现的。
基普·S.索恩（1940年出生）
黑洞是一种重力极强的奇点，仅仅接近其周围，就会受到强大潮汐力的影响。就像潮涨潮落一样，我们的体内也像涨满了潮水，在强大引力作用下被强制拉伸。
越接近黑洞，身体就被拉伸得越长，最终分解为基本粒子，排成一列，被黑洞吞噬。
同时，正如相对论指出的那样，接近黑洞的话，其强大引力将减缓时间流逝。抵达奇点时，时间的概念也将不复存在。
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