摘要：你有没有这样的经历，不慎把桌上的苹果撞落，瞧着它“咚”地一下砸在地板上，这十分普通的下落，却暗藏着和黑洞有关的奥秘，300多年前，牛顿觉得是苹果与地球之间有“引力绳”在牵拉；到了1915年，爱因斯坦向你解说：实际上地球仿佛一个大铅球，将周围的时空床垫压出了凹痕

你有没有这样的经历，不慎把桌上的苹果撞落，瞧着它“咚”地一下砸在地板上，这十分普通的下落，却暗藏着和黑洞有关的奥秘，300多年前，牛顿觉得是苹果与地球之间有“引力绳”在牵拉；到了1915年，爱因斯坦向你解说：实际上地球仿佛一个大铅球，将周围的时空床垫压出了凹痕，苹果只不过顺着凹痕滚下去罢了。

当这两种思路相互碰撞时，便是我们理解黑洞的关键所在，今日来弄明白这个连光都无法逃出的“宇宙陷阱”究竟是怎样的模样，

从纸上公式到地球望远镜：黑洞的百年发现史

1915年11月25日，广义相对论场方程被爱因斯坦提交给普鲁士科学院，人们对引力的认识由此完全改变。

他大胆言道：引力并非传统意义上的“力”而是质量致使时空发生扭曲所产生的几何效应，

恰似你将铅球抛至蹦床之上，蹦床会被压出一个坑，周围的小球都会朝着那个坑的方向滚过去，

这个理论刚出现1个月，正在一战前线服役的德国物理学家史瓦西便解除了方程的第一个精确解，预言存在黑洞，也就是那种质量大到能把时空床垫压出“无底洞”的天体。

然而这个“洞”颇为怪异，连爱因斯坦本人都一度怀疑它是否真实存在，

到1979年，天文学家发现了首个引力透镜系统“双类星体”，由此间接证实大质量天体确实能如透镜般使光线弯曲，为黑洞理论提供了支撑。

2019年4月10日，出现了真正的里程碑，由全球8台射电望远镜构成的“事件视界望远镜”（EHT发布了人类首幅黑洞照片。

那张拍摄的是距地球5500万光年外M87星系中心黑洞的照片，中心是黑色的阴影，周围有明亮的光环，这恰好验证了百年前的理论预言。

恰似用手机捕捉到百年前祖先画于纸上的怪兽，此时黑洞由数学公式化作宇宙中可目睹的实景，

恒星的最终归宿：为何质量减小，引力却更强大？

若欲知晓黑洞是怎样形成的，可从恒星的“毕生”展开叙说，恒星犹如人会有生老病死之类，也具有生命周期，比如太阳这类恒星到了晚年就会变成白矮星，而质量更大的恒星则有着更加壮烈的收场，当一颗质量超过太阳20倍的恒星把核燃料耗尽后，它再也不能抵抗本身的引力，核心便会迅猛向内坍缩。

此处存在一个反常识的疑问：恒星坍塌成黑洞时，外层物质被抛射出去且总质量有所减少，那为何引力反倒更强，连光都无法逃脱？

答案藏在“密度”这个关键里，

设想一下，存在一颗恒星，其质量为太阳的30倍，它原本的直径或许有几百万公里，好似一个巨大的棉花球，

当它变为黑洞后，所有质量会被压缩至直径不足100公里的范围，恰似将一座喜马拉雅山压成一颗玻璃弹珠，

总质量虽有减少，但质量集中的程度即密度变得极为巨大，恰似以同样的力踩钉子，钉子尖越细压强越大，时空被压弯的程度也就越显著。

这个“压弯程度”的临界点被称作史瓦西半径，太阳的该半径大约是3公里——要是能够把太阳压缩成直径为6公里的球体，它便会成为黑洞，当恒星坍塌之时，核心物质一旦越过这个半径，就无法再返回，黑洞就这样形成了。

光为何会被“吞噬”？黑洞的两个终极谜题

第二个反常识的疑问产生了：光没有质量，那为何会被黑洞捕获？

这就要回到爱因斯坦的时空床垫理论，

光没有质量，然而它得依循时空的“路径”来传播，黑洞把时空挤压成深不可测的漏斗，光仿佛像沿漏斗壁滚动的小球，一旦跨过“事件视界”这个界限，就没法出去，2015年9月14日，LIGO探测器捕获到13亿光年外两个黑洞合并产生的引力波，这是时空强烈震荡的直接证据，又一回证明爱因斯坦是正确的。

你或许会疑惑，既然黑洞连光都不反射，2019年那张著名的黑洞照片是怎样拍摄出来的？照片中的光环并非黑洞自身发出的光，而是黑洞周边旋转的气体被加热至数十亿度后所发出的辐射，

这些气体在遭黑洞吞噬前的最后瞬间，在黑洞强大引力下飞速旋转，构成明亮的吸积盘，仿佛黑洞周围的“尾气光环”，2022年5月，EHT团队公布了银河系中心黑洞人马座A*的相片这个质量相称于400万个太阳的黑洞，离咱们2，6万光年，其相片进一步证明了黑洞理论的一致性。

科学层面的阐释：黑洞并非是在进行破坏之举，相反它是宇宙的“建筑师”

科学家们对黑洞开展探究，察觉到一个令人惊讶的状况：黑洞其实是宇宙的“构造工程师”，超大质量黑洞一般处于星系中心，它们依靠强大引力维持着星系的稳固构造，恰似太阳系中太阳的引力让行星有序运行一样，星系中心的黑洞也借助引力来调整整个星系的演变。

更令人称奇的是，黑洞的引力透镜效应化作了天文学家的超级望远镜，

遥远星体的光线穿过黑洞附近会被弯折放大，犹如用放大镜瞧远处物件，2017年8月17日，人类初次同时探测到双中子星并合产生的引力波与电磁信号，正是依靠引力透镜效应，咱们才可以观测到这般遥远的宇宙事件，还能凭借此探究宇宙膨胀的速率。

别怕，它是宇宙留给人类的浪漫谜题

你或许会担心黑洞是否有朝一日会把地球吞没，不必忧心，银河系中心的人马座A*离我们有2，6万光年，而且恒星形成黑洞有着极其严苛的质量要求，太阳压根不符合哪个标准，黑洞虽然会“吞没”物质但也在构建宇宙的秩序，要是没有它们，也许就不会有星系的形成，甚至都没有生命诞生的条件。

爱因斯坦于草稿纸上写下场方程，而后全球科学家动用8台望远镜构建起如地球般大小的“眼睛”来捕捉黑洞影像，人类探索黑洞本身，便是一曲浪漫的宇宙史诗。

黑洞恰似宇宙抛给我们的思考题，它使我们明白：最神秘的未知，实乃推动人类智慧前行的动力，

下回你瞧见苹果掉落之际，不妨思索一番：此平常下落之事，关联着宇宙中最为壮观的奥秘——那些连光都无法逃逸的所在，蕴含着时空最深的密码。

来源：深远见光