「首先，EHT這個望遠鏡聯合組織，是一直把銀河系中心黑洞和M87星系中心黑洞，當作重點觀測對象的。而最終公佈的照片只是M87星系中心黑洞的樣子，銀河系中心的那個黑洞沒有，為什麼？

那是因為銀河系中心黑洞的那張照片並不顯著，而且團隊內部還有分歧，所以就沒有公佈。

也就是說，很可能像今天公佈的這樣，正在「大吃特吃」的黑洞在宇宙中佔比不是很高。而我們目前，也只能通過多拍攝這類少數派獲取關於黑洞的更多信息。那種黑洞周圍平平靜靜的情況，即便我們對準了角度，拍出的全黑的照片也是很難用在研究中的。

這一點，有點像我們用引力波探測器「聽」黑洞那樣，它現在也有一個局限——我們只能聽到黑洞或中子星互相環繞著轉，然後突然對對碰產生的大爆炸。哎，只能聽到這一類事件，而不能聽到一個安安靜靜的黑洞獨處的情況。

那為什麼M87星系中心黑洞這麼顯著呢？這主要是因為我們運氣好。這個巨大黑洞周圍很巧，有著大量可供吞噬的物質。

照片里哪些是可供吞噬的物質呢？你可以看看照片，就是那些特別扎眼的黃色、紅色區域。那裡就是正在被黑洞吞噬的物質。

那這些物質為什麼會這麼耀眼呢？因為本來它們可能只是稀薄、低溫的氣體或者塵埃，但很幸運的被黑洞聚攏在一起，並且開始高速旋轉著靠近黑洞了。這就相當於把塵埃顆粒加到極高的速度，在加速過程中就會有摩擦和碰撞，於是就導致溫度升高，以至於當它們接近黑洞時，已經發出了非常耀眼的電磁波。

當然，這個電磁波是我們人眼看不到的。它的波長大約為幾毫米，而人眼只能看到0.5微米左右的電磁波。

其次，這張照片中標注了日期，有4月5日、6日、10日、11日這四天。也就是說，理論上每年最多只有10天的觀測窗口期，在2017年只有4天拍出了這顆黑洞比較完美的照片。

再次，這張照片下半部分特別亮，上半部分比較暗，這又是怎麼回事呢？
其實這並不意味著黑洞的不均勻，而是因為一種叫做「多普勒效應」的因素導致的。這個效應會讓朝著電磁波傳播方向運動的觀測者測到更高的頻率，而遠離電磁波傳播方向的觀測者測到更低的頻率。最通俗的說法就是，火車拉著汽笛經過你身邊是聲音是「嗯~嗯~~~」那樣的。這就是多普勒效應。

所以從圖中來看，明亮部分的物質其實正在圍繞黑洞旋轉，而正好轉向了我們的那一部分；而上半部分比較暗的那些呢，那裡的物質正好在旋轉過程中遠離了我們。

所以，從這張照片中明暗的變化，不但可以讓科學家推測出黑洞的自旋情況，另外還可以估算出吸積盤的尺寸。要知道，吸積理論也是宇宙學的一個分支。

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單一照片上的細節，咱們就簡單說這麼多，然後呢，我們再看下面一張對比的圖片。

這張對比圖左邊是在這次公佈照片前，利用現有的宇宙學知識，用計算機模擬出來的黑洞周圍物質和黑洞本身的樣子，右邊是這次真實拍到的。

你可以發現，這二者非常接近。這也是為什麼這次公佈照片如此高調的原因，因為它是一次理論的勝利。在始終只有數學工具，而沒有任何直接觀測的基礎上，科學家僅僅通過計算就能預測黑洞大致是什麼樣，這是人類智慧的驕傲。

那理論勝利具體體現在哪兒呢？它體現在一個從未有人涉足過的領域里，又一次驗證了愛因斯坦的廣義相對論。

廣義相對論的最初幾個驗證是怎麼得到的？這些內容在《卓老闆聊科技》2017年4月14日-5月5日的黑洞系列文章里，我們詳細說過，這裡不再重述。如果你感興趣，可以往回翻一翻。

2017年4月14日《黑洞與恆星的命運》
2017年4月18日《受了50年委屈的科學家》
2017年4月21日《瞭解黑洞必備的幾個知識點》
2017年4月25日《四種黑洞與年輕的霍金》
2017年4月28日《時間的終點與霍金的黑洞》
2017年5月2日《宇宙大爆炸的來龍去脈》
2017年5月5日《蟲洞的來龍去脈》

總的來說，那些驗證的實驗，都是在引力強度和地球相仿的那些環境下得到驗證的。

而黑洞邊界附近的引力場，已經遠遠強過地球附近，在引力強度增大了十幾個數量級後，廣義相對論還正確嗎？之前是沒人知道的。而今天這個照片就給了初步的證據——廣義相對論還是有效的。

這個正確了，那就有其他理論要倒霉了。以至於這幾十年來，關於引力的其他一些假設，可能就要受到挑戰了，也可能就此遭到淘汰。

同樣得到驗證的，還有霍金關於黑洞性質的計算。比如不論通過怎樣的過程，只要最終形成了黑洞，那麼這個黑洞最多就只有3個物理量是可測的，分別是質量、自旋和帶電量。

而在這幅照片中，只有中心處黑洞的陰影是近乎圓形的時候，才能說明愛因斯坦和霍金對黑洞的計算是對的。而實際上呢，這個陰影真的是個圓。

假如今天公佈的照片里，陰影是個桃心的樣子或者是個橢球的樣子，那可能會引起物理界更大的轟動——因為現代物理學的大廈，可能就不得不重新打地基了。

3
最後，我們來說說這次觀測的意義。
它首先是一個極為基礎性的研究，幸運的是，黑洞這個概念通過電影和小說實在是太深入人心，太容易激發大家的關注了，所以才會造成4月10日晚上朋友圈刷屏的效果。

而實際上，其他物理學或者天文學上同等級別的基礎研究，是沒機會映入大家眼簾的。能激發起全球上億人對宇宙的好奇和情懷，這是一次優秀的科學傳播事件。

其次，如果你是一個有文化的人，那麼「我們從哪兒來」這個問題對你一定有吸引力。這個答案從何而來呢？你免不了要學習自己的祖先和民族的歷史，甚至還可以更遠，從考古發掘中瞭解智人的歷史，甚至完全超越民族的界限，學習人類走出非洲的歷史。但其實，還有更遠的歷史可以追溯，那就是地球的形成。

其實在太陽系剛剛形成之初，地球就已經形成了。據說，全部太陽系都是由曾經處於現在太陽系位置附近的一顆超新星，爆炸留下的殘骸形成的。也就是說，當那次爆炸後，無數物質被噴灑到各處，殘存的物質又在「旋轉成核」的作用下慢慢凝聚起來，形成了今天的太陽和系內的其他星體。

而這就是我們追根溯源的最初嗎？也不是。因為昨天的預告中我們說過，每一個星系的中心都存在一顆質量巨大的黑洞，比如我們銀河系的中心那顆黑洞是太陽質量的400萬倍，而今天照片里的黑洞是太陽質量的60億倍。

如果星系中心沒有超大質量的黑洞，可以說整個星系永遠也不會平靜下來，永遠也不會聚合起來。能建立起一個有序的星系，才有可能形成行星軌道的可持續棲息帶。有了可持續棲息帶，才能輪到生命登場。

生命現象在一個行星上維持的時間久了，才有可能出現高智能生命。對銀河系來說，就是我們人類終於出現了。

所以給黑洞拍照，實際上也是科學家們對「我們從哪兒來」這個終極問題的一部分回答。

雖然我們已經付出了這麼多努力，今天還是只能看到這樣一張模模糊糊的圖片，但它已經給科學界很強的信心了。它讓我們相信，之前得到的結果很可能是對的。更讓我們相信，人類從古希臘時期就探索到的那種關於如何獲取真知灼見的方法論，也是可靠的。

我想，這張照片的意義就在於此。」