“黑洞”是什么?首先,它肯定不是一个洞。

它其实是广义相对论中,一种宇宙空间内确实存在的天体,又被称为“空间断裂带”。它的质量非常大,大到它产生的引力足以将光牢牢吸住,使光进入黑洞后都无法反射或散射出去。因此,凭借人类现有的技术手段无法直接观测到这一神秘的天体。

黑洞外为什么会有一圈光环?说好的连光都能吞噬呢?

前几年,来自全球30多个研究所的科学家们开展了一项雄心勃勃的庞大观测计划,利用分布于全球不同地区的8个射电望远镜阵列组成一个虚拟望远镜网络,拍下了人类历史上第一张黑洞照片。随后,他们花了将近两年的时间把这张照片洗出来,最后呈现在公众面前。

黑洞外为什么会有一圈光环?说好的连光都能吞噬呢?

人类第一张黑洞照片

那么问题来了,既然黑洞连光都能吞噬,为什么这张照片里拍出来的是一个光团呢?

要想明白这个问题,你先要搞懂两个概念。

1、视界

视界是什么?这其实是一个界面,并不是真实存在的物体。由于黑洞的密度几乎无穷大,它的质量几乎全部集中于中心的一点——奇点,这个点周围的空间会发生一些奇妙的变化,这个发生了变化的空间与正常空间的“接触面”就是“视界”。任何物质包括光在内,都可以进入到视界内,但是,只要进去了就再也出不来了,即使你有光的速度也跑不出来,因为你跑得没有它“吸”得快。

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所以,在黑洞的视界范围内,是无法观测到任何物质存在的,但在视界范围外就不一样了,这就是接下来要说的了。

2、光

光是什么?相信听说过“波粒二象性”的人都知道,光既是一种波(能量),又是一种粒子(光子)了。那么你知道光是怎么产生的吗?

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通俗的说,人眼能看见或者看不见的光都是由原子或其他粒子受外界能量或其他作用激发产生的。当粒子受到外界能量作用时,粒子内运动的电子就会吸收外界能量跃迁,从基态(可以理解为空腹状态)跃迁到激发态(可以简单地理解为吃饱了撑着的状态),当电子从激发态回到基态时就会释放能量,一个电子释放一光子能量,这个能量就是光。

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再说回黑洞,前文提到黑洞视界外与视界内是不同的。视界外基本就是正常的宇宙空间了,宇宙中并不是存粹的真空环境,它是存在很多尘埃和气体的。黑洞外更是如此,黑洞四周聚集了大量的气体和宇宙尘埃,以及粒子化的星球之类的。这些物质在黑洞强大到令人发指的引力作用下就会跃迁激发,释放出大量的可见光以及高能射线,比如X射线或y射线等等。

因此,无论是人类第一张照片还是科幻电影里看到的黑洞,我们所看到的光环就是黑洞视界外的光。

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