黑洞为什么是红的？

黑洞作为宇宙中的致密天体，经常代表着恐怖与未知，它就像是藏于深渊当中的巨兽，蛰伏在宇宙的各个位置，等待着“猎物”送上门来。

黑洞的艺术概念图

可哪怕知道黑洞如此可怕，人类还是按捺不住自己的好奇心，想尽法子寻找黑洞，或者说观察这种诡异的天体。随着首张黑洞照片的披露，人们发现黑洞似乎并不是完全“漆黑”的，它的外部其实是红色的。

那么，为什么黑洞是红的呢？为什么科学家在找到黑洞之后说爱因斯坦又对了？答案其实都源于黑洞背后的超算。

人类首张黑洞照片

为什么黑洞是红的？

相信许多人都见过这张黑洞照片，这是科学家费了很大的功夫才洗出的照片，原型是距离地球5500万光年远的M87星系当中的黑洞。

从照片来看，黑洞的颜色并不是漆黑一片，除了中心是黑色以外，外部竟然是红色的，远看起来就像是一个“火圈”。对此不少人都戏称，黑洞的名字起错了，它应该叫“红洞”才对。

散发着炫目红光的黑洞

那么，为什么黑洞的外围是红色的呢？这个红色的部分到底是什么呢？这还得从黑洞的吞噬恒星的机制说起。

在我们大多数人眼中，黑洞的胃口非常大，任何抵达其领域的天体都无法逃脱它的引力，会慢慢地靠近它然后被吃掉。

对于黑洞来说，它是会给自己的食物划分“三六九等”的，小的天体如行星，对于它来说就可以三两口吃掉。而如果送上门的猎物是恒星的话，黑洞就只能将其慢慢嚼碎然后吞噬了。

黑洞的势力范围示意图

在这个过程当中，恒星表面的成分就会组成吸积气体流，而这些气体流会聚集在黑洞的外围，并且跟着它一起做旋转运动。

科学家将这个外围部分称之为吸积盘。因此咱们看到的黑洞外部“红色”的部分，其实就是吸积盘，这证明了黑洞正在吞噬恒星。

黑洞周围结构示意图

至于为什么这个吸积盘是红色而不是别的颜色，科学家给出的解释是这是因为我们选择用红色来呈现黑洞捕获的光线。毕竟给黑洞拍照片的“望远镜”并不是传统意义上的光学望远镜，而是射电望远镜。

在这种情况下，它收集到的并不是“可见光”，而是亚毫米波。这种亚毫米波本身是没有什么颜色的，而科学家为了让大家看得更明显，就在处理数据和洗照片的过程当中，用醒目的红色表现了它。

原来是“照骗”

因此黑洞外部的吸积盘可以是红的，也可以是绿的、蓝色、紫的，具体要看科学家是怎么处理的。但是一般来说，他们都会选择用最醒目的红色来表示，因为红色似乎更能表现出黑洞的“张扬”。

要知道，它外部那圈气体流，可是它处在进食当中的完美证据，而这个红色也能代表它进食时的“愉悦心情”。

黑洞吞噬恒星的构想图

说到这儿，大家应该明白它为什么不能改名叫“红洞”了，因为这一抹红色本来就是人类赋予的，和黑洞本身并没有太大的关系。

接下来我们来看看另一个问题，那就是为什么科学家在证实黑洞之后会说爱因斯坦又对了。

科学巨匠爱因斯坦

为什么爱因斯坦又对了？

爱因斯坦虽然已经去世多年，但是江湖上四处都流传着他的传说。至于为什么要说爱因斯坦又对了，这就与黑洞概念的诞生史有着密切的关系了。

其实黑洞并不是被人类突然发现的，它的轮廓早就存在，然后随着科学的进步慢慢清晰，从某种角度来说，它与现代物理学的发展差不多是同步的。毕竟早在牛顿发现发现万有引力之后，就为后续黑洞的发现埋下了伏笔。

黑洞的艺术概念图

到了18世纪时，拉普拉斯基于牛顿的引力理论和光的粒子学说提出了宇宙中存在这样一种恒星，其密度类似地球，但直径却是太阳的250倍，在这种情况下，这个恒星的引力十分强大，强大光子都无法逃脱，而当光子也没吞噬，它就成为了人们无法观测的天体，也被称之为“暗星”。

当时人们对黑洞的讨论已有雏形，但是牛顿的绝对时空论却很难描述这种神秘的天体。直到爱因斯坦的广义相对论诞生，科学家才第一次正确且清晰地认识到了黑洞附近的情况。并且根据相关资料来看，爱因斯坦也对黑洞的存在进行了预言。

广义相对论是描述引力相互作用的理论

这之后科学家们根据广义相对论，刻画了一些黑洞内部时空的特征，指出它虽然没有由物质组成的表面，但是却有着可以被定义的视界面。这个世界就像是一个“无底洞”，会将所有落入的物质吞噬。

综上所述，爱因斯坦确实又对了，一切如他所料，黑洞确实存在于宇宙当中，并且它的特征还和人类想象的所差无几。

当然，除了黑洞以外，爱因斯坦还有许多惊人的预言，如果大家感兴趣的话可以去了解一下。在他去世之后，不少预言都被证实，正因如此，人们还经常怀疑他是“外星人”。

黑洞的概念图

最后，我们再来聊聊被称为答案的“超算”是什么，它和黑洞之间又有什么关系。

黑洞背后的超算是什么？

超算实际上就是超级计算机，这些超级计算机会在科学家的合理操作之下，模拟出黑洞的模样。

比如著名的烧脑电影《星际穿越》当中就曾制作了一张黑洞的图，引起了人们的热议，而这个图的原型，其实就是上世纪六十年代科学家使用计算机模拟出的黑洞外貌。

《星际穿越》中黑洞的形象

因此大家此前在网络上看到的各种黑洞图片，其实都是科学家使用超级计算机进行模拟创造的。你可能会想，原来这些照片都是假照，是“虚构”的。

实际上，除了黑洞图片以外，不少宇宙场景的图片都是计算机模拟的，比如银河系的全景图。毕竟人类根本没有那种能力直接站在上帝视角观测整个银河系，所以只能使用计算机进行模拟。

我们常见的银河系图片

值得一提的是，即使超级计算机的运算能力已经非常强悍了，但是想模拟出一个相当精确的黑洞模型却十分的不容易。

此前就有科研团队利用加州理工学院的超级计算机，从多个黑洞模拟的情境中创建出了模型，为了创建这个模型超级计算机都花费了将近20000小时的计算时间。

总之，超级计算机是人类深入了解黑洞道路之上必不可少的工具，因此它才会被誉为是藏在黑洞背后的答案。那么，人类拍摄到的首张黑洞照片是否也利用了超级计算机呢？

性能远超传统计算机的超级计算机

想给黑洞拍摄照片，首先需要用到灵敏度极高的射电望远镜，可是相同口径下，射电望远镜的分辨率又比不上光学望远镜。因此为了提高分辨率，科学家找到了射电干涉技术，它使望远镜阵列的角分辨率变得更高，灵敏度也更高。

很显然，在这种需求之下，参与拍摄的望远镜肯定不止一台，人们为了顺利拍摄，将其拓展成了一项国际计划，使世界范围之内的8个台站，都参与了此次拍摄。

参与拍摄的八个射电望远镜

因此，在拍摄的过程当中，自然是得到了海量的数据。而这些数据是要汇总到一起，进行统一的分析处理的。

在分析处理的过程当中，超级计算机就发挥了自己不可替代的作用。并且需要注意的是，在这个庞大数据的汇总计算的过程中，是不能出什么差错的，因为任何一点小的偏差，都会影响到最终的结果。

黑洞照片是由一系列子光环嵌套而成的

综上所述，第一张黑洞照片其实也算不上是直接被“拍出来的”，而是超级计算机凭借着自己强大的能力计算生成的。相信在未来，超级计算机还能带给人类更多的“宇宙惊喜”！

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