數字先生67
人類歷史上首張黑洞照片已經於2019年4月10日晚9:00公佈，我們第1次目睹了黑洞的真容，這張黑洞照片拍攝的是距離我們5500萬光年的M87星系的中心黑洞，其質量約為太陽的64億倍，通過照片來看，它的核心區域存在一個陰影，那正是黑洞的本體所在的地方，它的周圍環繞一個新月狀光環，是它所吸引的物質組成的吸積盤。
由於光線的傳播需要一定的時間，比如太陽光傳播到地球上就需要8分14秒，這是因為太陽到地球的距離遠達1.49億公里，光線走過這個距離就需要8分14秒，M87中心黑洞與我們的距離遠達5500萬光年，那麼也很顯然，我們看到的理論上正是這個黑洞5500萬年前的樣子。至於它如今的的樣子，我們是無法得知的，要想通過同樣的手段看到它如今的模樣，那就需要再等5500萬年了。
不過這樣的計算實際上忽略了宇宙膨脹的作用，因為宇宙自大爆炸誕生以來，其體積就處於不斷膨脹中，因此5500萬光年的距離，也是有著宇宙膨脹作用導致的空間膨脹而增加的距離的，所以實際上光線發出並不到5500萬年。
但是由於5500萬年這樣的距離在宇宙中並非非常遙遠，M87星系與我們的銀河系都處於室女座星系團中，兩者之間的空間膨脹作用並不明顯，所以我們看到的M87中心黑洞基本上還可以認為是5500萬年前的樣子。
M87星系是一個巨大的橢圓型球狀星系，直徑約50萬光年，也是室女座星系團中最大的星系，是我們銀河系規模的上百倍，由於具有巨大的質量，它也是室女座星系團的中心星系。這個星系的一個顯著特徵就是從中心噴射出來的一股超級噴流，天文學家們將其描述為"古怪的直線光束"。這道噴流由M87的核心（中心黑洞）向外延伸至少5,000光年，是源自中心黑洞吸積盤壓力造成的巨大離子噴射。
這個星系的其他被觀察到的明顯特徵還有長達10萬光年的散發出X-射線的狹窄細絲，和在7000萬年前爆發的熱氣體中的一個巨大空洞。
科普大世界
人類歷史上的第一張黑洞照片已經於2019年4月10日晚上9點公佈了，人類第一次目睹了黑洞的真容，而這個黑洞，距離地球足足有5500萬光年。
我們都知道，光的傳播是有速度的，那麼也就意味著，距離地球5500萬光年的黑洞，我們拍到的它的照片，實際上是它5500萬年前的樣子，只不過光線經過了5500萬年才傳播到了地球而已。這個黑洞，距離地球很遠，當然質量也是異常驚人，達到了太陽質量的65億倍，如果把它放在太陽系，那麼太陽系很快就會被其吞噬得一乾二淨。
黑洞是廣義相對論預言的產物，當黑洞的照片被公佈的時候，人們又一次驚呼，愛因斯坦又對了，的確，愛因斯坦作為一個天才的理論物理學家，他的一生中提出的很多個理論，很多尚沒有被完全證實。還記得幾年前引力波被發現的時候，人們就意識到廣義相對論是正確的，因為引力波正是廣義相對論的一個非常重要的預言。這一次，由愛因斯坦廣義相對論推導出來存在的黑洞，又一次使科學界沸騰。
其實早在18世紀末期，就有兩位科學家，一位是拉普拉斯，一位是米歇爾，他們就已經根據經典力學預測出了宇宙中存在一種奇怪的天體，這種天體質量足夠大，以至於引力場很強大，強大到連光線都無法從其表面逃逸。後來愛因斯坦提出了廣義相對論，德國有一個名為史瓦西的科學家根據廣義相對論計算出了一種天體，這種天體可是吞噬一切在其臨界視界之內的物體，就連是光也一樣，這種天體就是我們所說的黑洞了。
黑洞被認為是無法被直接觀測到的，因為前面已經說過了，黑洞連光線都不放過，但是我們卻可以通過黑洞對周圍物質的影響判斷黑洞的存在。比如這次所公佈的黑洞的照片，我們可以看到，照片的中心是黑色的，這個就是黑洞的臨界視界，在三維空間中它是一個球體，但是我們也可以看到，在黑洞之外是一個紅色的圈，這個就是黑洞的吸積盤了，簡單來說，黑洞在吞噬恆星的時候，會將其氣體物質一點點吸過去，在吸的過程中，氣體物質的運動速度越來越快，同時氣分子之間的碰撞摩擦越來越多，導致吸積盤上的高能粒子，會發出x射線和γ射線，也就可以被望遠鏡觀測到了。
但是這個黑洞的確距離地球太遠了點，足足5500萬光年的距離，哪怕是光線也需要走5500萬年的時間才能傳播到地球。為了拍到這個黑洞的照片，科學家可是利用了位於全世界各地的八個太空望遠鏡聯合起來，以製造一個虛擬口徑差不多為地球直徑這樣的一個巨型天文望遠鏡才達到這一目的的。有人說為什麼不拍攝銀河系內的黑洞呢？畢竟它們距離我們更近，但是問題在於我們本身處於銀河系中，如果拍銀河系中的黑洞的話，可能會受到一些周圍天體的干擾。其實照片兩年前就已經被拍出來了，只不過科學家利用了兩年的時間反覆核實，才最終發出準確無誤的黑洞照片。
鏡像宇宙
沒錯！我們看到的這個黑洞的照片，是這個黑洞五千萬年前的樣子，至於它現在的樣子，就又要等5000萬年以後，我們才能看到！
這個問題，看起來非常詭異！
也就是說，我們看到的很多宇宙星空，都是過去的，都是幾百萬年甚至幾十億年前的樣子！我們只能看到以往，看不到現在，更看不到未來！
想想吧，這個事情是不是細思極恐？
我們一直生活在過去！生活在歷史中！
我們的當下，什麼樣子？
星空的當下，什麼情況？
對於我們來說，可能會是讓我們，還要花大力氣才能解決的問題！
田家風味
是這樣的
M87星系中的黑洞距離我們大概有5500多萬光年，從地球上發出一束光，需要5500多萬年才可以到達M87黑洞，如果考慮到空間膨脹效應，那麼時間會更久。![]()
看到這個問題，我感覺回答光年的含義比回答題目更有科普意義。
什麼是光年？
顧名思義，光指光速，年指時間，速度乘以時間就是長度。所以光年是長度單位。
在光年定義中，光速是指光子在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方傳播的速度，取值每秒299,792,458米。光年中的時間因素年是指儒略年，儒略年是西方社會早期使用儒略曆中年的平均長度，定義的數值為365.25天，等於31,557,600秒。
光年有多長
我們知道了光速是每秒299,792,458米，儒略年是31,557,600秒，所以簡單相乘就是一光年的長度，等於9,460,730,472,580,800米。回到題目中，我們也就可以把M87黑洞和地球的距離換上成米了，等於520340175991940000000000米。雖然這個數字很壯觀，但是既浪費筆墨又浪費紙張，還容易出錯，所以直接用5500萬光年描述這個距離省時省力。
為什麼有光年而沒有聲年？
主要有兩點。
1、光年作為一個單位，那麼它必然包含了一個常量，這個常量就是光速，愛因斯坦的相對論告訴我們光速是宇宙中的固定值，不會因為參考系的改變而產生變化，而聲速卻是不盡相同的，聲音的傳播速度受介質影響，固體中聲速>液體中聲速>氣體中聲速。
2、相較於光速，聲速實在是太慢了。鋼鐵中聲速約為5000米每秒，我們可以計算一下M87與地球大約多少聲年，520340175991940000000000÷5000÷31557600= 3297 717037999.97聲年，約三萬多億聲年，顯然沒有用光年方便。
在天文學上，對於描述恆星與系內行星的距離用光年又不太合適，所以又有了“天文單位”、光分等長度單位，科學家把地球到太陽的平均距離定義為"1天文單位"，把光在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方，傳播一分鐘的長度定義為光分。1天文單位（以A.U.表示）=149597870千米，一光年約等於63240天文單位，1光分 = 17987547.5km。
顯而易見，光年是長度單位，所以回到題目中，M87星系黑洞事件視界外的光線傳播到地球需要耗時5500萬年左右，我們看到這些光線傳播而來的信息也是5500萬年前的信息，這還不考慮宇宙時空的膨脹效應，由於宇宙中光速為速度的極限，所以信息的極限速度也是光速，光錐之內就是命運，想看的現在M87星系黑洞是什麼樣子，那就等5500萬年後在地球上重新架起事件視界望遠鏡吧。
感謝您的瀏覽，我是漫步的小豆子，期待您的關注。
黑洞圖片來源於歐洲南方天文臺，不是視覺中國，謝謝。其他圖片來源於網絡，侵刪。
漫步的小豆子
北京時間2019年4月10日，人類首張黑洞照片第一次面世，說明了黑洞從此不再孤獨寂寞，同時也體現出了沒有任何事情是人類做不到的，不過悲慘的是黑洞可以拿來賺錢。
雖然第一張黑洞照片面世，對人類來說簡直就是福利，但福利這個東西也分好分壞，好處就是能用作科學研究，壞處是可以用來賺錢，但並不能養家只能餬口。
隨著時間的推移，黑洞會越來越被人類所熟悉，從此黑洞不再神秘。
但目前最大的問題，還是怎樣分配黑洞第一張照片版權的歸屬權，到底歸屬誰，並不重要，重要的是能不能把收得的費用分點給黑洞，不然黑洞日後怎麼在宇宙朋友面前抬頭做最強殺手？
還能不能跟宇宙間最頂尖的殺手們混？這個不說，又有誰知道？
最近煩惱的不是照片版權問題，而是黑洞得了憂鬱症，誰來買單？
你爭我奪，這個詞似乎只屬於人類，過度的消費，造成了一連串的枯萎，這才明白危險都是自己弄出來的。
那天黑洞發火之時，所到之處，寸草不生，看你家裡還有多少銀紙夠得上黑洞吃一頓，我不為黑洞說話，但我為黑洞今後的生活著想，這也是為了人類，也是為了自己。
人類應該研究黑洞，而不是消費黑洞！
所謂人間一年，天上一萬年，黑洞來你家，那是半秒鐘的事情，看你賺錢快，還是黑洞來得快。
玖柒影視
我個人猜測黑洞其實就是另外一種形式的能量轉換的過程，也就是說宇宙的整體能量物質是不變的，但是宇宙中卻存在著各種能量釋放或者轉換的過程，恆星燃燒釋放是一種能量轉換的過程，而黑洞的吸收其實也是一種能量的轉換過程，黑洞其實就是現有常見的物質和能量轉換成為另外一種我們目前還沒辦法完全瞭解的物質的過程。
比如說我們宇宙中存在著許多能量我們還沒有真正的完全發現，就好比為什麼星球明明有重力，但是為什麼能懸浮著，到底是什麼樣的力量導致星球支撐星球懸浮和運動，這種能量是什麼樣產生的，這種能量會消耗掉嗎，這種能量來自哪裡，這些我們都沒辦法解釋就好比我們科學猜測暗物質的存在一樣，暗物質的形成會不會跟黑洞有什麼關係，是什麼樣的能量在維持整個宇宙正常運轉。
而宇宙裡面的天體形成的原因是什麼，是什麼樣的能量導致天體的形成和毀滅，天體的運轉當然也需要能量，這些能量是怎麼樣形成的，會不會跟黑洞有關，其實我個人猜測黑洞並不是所謂的時間和空間的隧道，反而更像一個有著固定運行方式的一個能量轉換機器或者說工廠也可以說是天體。
黑洞代表著毀滅和死亡，但是也代表著能量的新生，也就是說通過死亡毀滅的方式獲得新的能量生成的希望，就好比人身體裡面的細胞死亡和新生的過程類似，我個人認為黑洞屬於維持宇宙能量平衡的天體，而光在宇宙裡面也只是一種能量而已，所以也逃不了被黑洞轉換的命運。
當然現在的科學認為黑洞是一些巨大的恆星毀滅後萎縮坍塌形成的，但是沒辦法說明天體坍塌後擊穿了空間形成黑洞，但是是什麼維持黑洞的巨大能量運轉，黑洞後面肯定是鏈接著一個儲存或者運行釋放的空間就好比水中漩渦一樣，而而很有可能黑洞後面的空間其實就是能量被轉換過後的的釋放空間。
至於這次首次發現拍攝出來黑洞的存在，也證明了愛因斯坦的相對論和霍金的黑洞理論，這個黑洞是大約5000萬光年外的一個黑洞，對於現在這個黑洞的樣子很多人都認為是5000萬年前的樣子，畢竟距離太過遙遠，光要跑5000萬年才能達到地球，而我們觀測天體基本上都是靠光線來認定的，所以說這個黑洞旁邊的光線是五千萬年前的其實也沒錯。
但是要知道這些都只是人類的推論和計算，並不是真實的有絕對證據證明的，所以有可能會產生一些不確定性和偏差，但是宇宙中應該存在著一些東西速度比光線更快的，也有可能存在著一些物質能讓光線跨越飛行速度遠超本身速度的物質也不一定，只是目前沒有辦法發現也不一定，所以是不是真的看到的是5000萬年前的景象其實真的不好說，以上都是個人猜測胡編，歡迎指正文明討論，噴子和沒有素質教養的人不要打擾。
無法超越的足跡
在我國最早的預測古籍《奇門盾甲》一書中，對宇由萬物的生克及宇宙天體的運行規律有祥盡的描述。它要比西方對天體宇宙的認識要早一千多年。遙遠的星際光芒，要以5000多萬年計算，這就是說我們人為觀察到，遙遠的星際的狀態，其實是5000多萬年前的狀態。5000多萬年的狀態，與今天的狀態還一樣嗎？我們所瞭解的是5000多萬年以前的事，這還有意義嗎？恐怕，這不是西方人所要了解的宇宙的實相。西方人沒有智慧的方法，認識到我們人的存在，與天地宇宙萬物的成長，有密切的關係。
遙遠的星際，有這樣的文化系統存在。中國文化中的二十四節氣，28星宿的運作，北斗7星的運化，這些都是人與宇宙關係的規律。
我們把古老的文化與現代最先進的科學放在一起觀察，這樣的研究工作很少有人來進行。我們大多數人或許不太習慣。但是，意義非常重大。
M87星系中的黑洞距離我們大概有5500多萬光年，從地球上發出一束光，需要5500多萬年才可以到達M87黑洞，如果考慮到空間膨脹效應，那麼時間會更久。
什麼是光年？顧名思義，光指光速，年指時間，速度乘以時間就是長度。所以光年是長度單位。在光年定義中，光速是指光子在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方傳播的速度，取值每秒299,792,458米。光年中的時間因素年是指儒略年，儒略年是西方社會早期使用儒略曆中年的平均長度，定義的數值為365.25天，等於31,557,600秒。
我們知道了光速是每秒299,792,458米，儒略年是31,557,600秒，所以簡單相乘就是一光年的長度，等於9,460,730,472,580,800米。回到題目中，我們也就可以把M87黑洞和地球的距離換上成米了，等於520340175991940000000000米。雖然這個數字很壯觀，但是既浪費筆墨又浪費紙張，還容易出錯，所以直接用5500萬光年描述這個距離省時省力。
在天文學上，對於描述恆星與系內行星的距離用光年又不太合適，所以又有了“天文單位”、光分等長度單位，科學家把地球到太陽的平均距離定義為"1天文單位"，把光在自由空間以及距離任何引力場或磁場無限遠的地方，傳播一分鐘的長度定義為光分。1天文單位（以A.U.表示）=149597870千米，一光年約等於63240天文單位，1光分 = 17987547.5km。
M87星系黑洞事件視界外的光線傳播到地球需要耗時5500萬年左右，我們看到這些光線傳播而來的信息也是5500萬年前的信息，這還不考慮宇宙時空的膨脹效應，由於宇宙中光速為速度的極限，所以信息的極限速度也是光速，光錐之內就是命運，想看的現在M87星系黑洞是什麼樣子，那就等5500萬年後在地球上重新架起事件視界望遠鏡吧
黑洞也是會發光的，雖然說黑洞的光不是從黑洞內部發射出來的，而是圍繞黑洞飛快運動的吸積盤發出的光線，或者是因為黑洞產生的引力透鏡作用對背景光線的捕捉和扭曲。黑洞吸積盤發出來的光線本身也會被黑洞的引力所扭曲，而呈現出來不同的狀態。
但是像5300萬光年這樣的距離範圍實際上是通過造父變星法測量出來的距離，比通過單純的哈勃效應或者光線紅移測量出來的距離要更有現實意義。另外，5300萬光年位置天體產生紅移/藍移不是非常明顯，速度大概是光速的0.5%左右，所以基本可以認為我們看到的就是5300萬年前的黑洞。
經常用了
就在前幾天，第一張黑洞的照片在上海發佈，雖然這張照片像電影裡描述的那麼驚豔，但是這張照片標誌著一個新時代的帶來。以前，黑洞只是一個科學理論的猜測天體，是一個數學公式底下誕生的“怪胎”，愛因斯坦與霍金都曾經預言過黑洞的存在，就在前不久，我們真的親眼看到了黑洞，這絕對是一件值得令所有人興奮的事情。
但是這個黑洞離我們如此之遙遠，足足有5500萬光年，是5500萬光年，也就是說，從黑洞周圍發出的光要經過5500萬年才能穿越浩瀚的宇宙，到達地球，所以我們看到的只是一個550萬年之前的黑洞。現在它究竟還存不存在我們都不得而知，如果它此刻消失了，宇宙中不存在了，那我們也要等到5500萬年之後才能發現它的湮滅。我們看到的是一個虛假的宇宙嗎？
離我們最近的恆星---太陽，距離我們有8光分，從太陽發出的光要經過8分鐘才能穿越宇宙到達地球，我們抬頭看到的太陽永遠都是8分鐘之前的太陽，假如此刻太陽突然消失，引力的傳播速度也是光速，所以我們要在8分鐘之後才能意識到太陽的消失。
除了太陽以外，離我們最近的恆星---比鄰星，距離我們地球只有4.2光年，從比鄰星發出的光要經過4.2年才能到達地球，所以我們通過望遠鏡觀察到的比鄰星是4.2年之前的比鄰星，現在比鄰星還存不存在，我們在觀測的當下還是不得而知，依然要等到4.2年之後才能得到答案。
距離我們最近的星系---仙女座星系，距離我們地球有200萬光年，從仙女座星系發出的光要經過200萬年才能到達地球，所以我們看到的仙女座星系是200萬年之前的。
5500萬光年，相比於浩渺的宇宙真的不算是個很遠的距離！當我們抬頭仰望星空，漫天繁星其實都是歷史，每一顆星星都在向我們訴說著史前信息，所以這麼看起來，我們貌似活在了一個虛假的宇宙之中，我們不僅看不到當前其他星體的樣子，就連它們是否還存在都不能馬上確定，也許宇宙早已經消失，也許除了我們，宇宙是一片荒蕪，誰又知道呢？
假如在非常遙遠的地方真的存在著外星生命，他們如果發現我們的地球，沒準地球上正在上演恐龍時代呢，但他們又怎麼會意識到，地球上早就孕育了一群高智慧文明，正在將尋找······
關注我，我將持續更新科學科普內容，也歡迎留下你的看法!
科學狂想曲
前天晚上我們看到黑洞照片是由超級計算機根據事件視界望遠鏡收集到的數據生成出來的，雖然樣子上遠沒有之前我們看到的黑洞模擬圖來的震撼，但事件視界望遠鏡拍攝的這張黑洞照片貴在真實。
天文學家們探測宇宙主要是通過光學望遠鏡和射電望遠鏡來進行的，太空中的哈勃望遠鏡最遠看到過134億光年外的星系，但哈勃主要的觀測波段是可見光，而我們的宇宙中除了可見光外還有大量的不可見光，比如X光和其他各種輻射，這時候就要用到地面上的射電望遠鏡了。
1865年物理學家麥克斯韋通過數學手段證明了電磁波的傳播速度就是光速，而光也是電磁波的一種。探測中子星和黑洞這樣會發出強電磁波的天體自然就成了射電望遠鏡的“拿手好戲”，因此黑洞照片才由分佈在8個地區的射電望遠鏡共同拍攝。
我們看到的太陽是8分20秒前的太陽，這是因為光速只有30萬公里/秒而地日達到了1.5億公里。前面說到光的本質也是電磁波，所以也會和哈勃望遠鏡一樣“看得越遠就越古老”
計算機是根據射電望遠鏡收集到的黑洞電磁波數據來生成圖像的，而黑洞的這些電磁波已經在宇宙中飛行了5500萬年了，碰巧才被射電望遠鏡接收到，所以說我們看到的黑洞也是5500萬年前的黑洞。
宇宙探索未解之迷
非常感謝“私房菜小彭”對老郭的信任和邀請。
先回答您的問題：昨天公佈的M87星系中的黑洞照片，距離我們5500多萬光年的距離，但是我們看到的圖像並不是5500多萬年之前的。
（儘管老郭不是學習宇宙學的畢業生，無法給出您精確計算的數值，但是我這樣的判斷是有根據的，您耐心往下看。）
我看了這個問題下面很多人回答都是認為距離多遠，那麼就應該是光走過這個距離所需要的時間。這樣的思路是錯誤的，原因如下：
首先，我們必須要考慮星系的退行速度。
我們都知道，我們的可觀測宇宙是920億光年左右，我們的銀河系的直徑大約為20萬光年。這個M87星系的黑洞距離我們有5500萬光年，意味著M87是一個河外星系。我們必須要考慮宇宙膨脹帶來的星系退行效果。這個黑洞從前距離我們比現在要近。
其次，我們需要考慮銀河系帶著太陽系在宇宙中運動。
我們的銀河系也是有自己的運動的。它帶著組成自己的各種恆星系統和各種物質在宇宙中狂奔。不知道宇宙學家現在有沒有研究明白銀河系的運動，以及這兩個星系之間的運動關係。不掌握這個運動關係就不能判斷這些光線發出來的具體位置。我們無法判斷在這樣一個長的時間裡，銀河系帶著我們跑了多遠。
（這裡還是放一張M87黑洞的照片吧，要不感覺說的事好像都跟它沒關係似的）
第三、必須考慮強引力場帶來的時鐘變慢效應。
巨大質量的黑洞帶來的引力場不是我們人類在地球上感知到的。在M87黑洞周圍的吸積盤上，時空極度扭曲。強大的引力最終導致時鐘變慢的效果是非常強烈的。這不同於我們在地球上，人類頭部和腳步那點時間差。黑洞視界之外，吸積盤從內向外發出的光線恐怕走出的時間是我們無法估量的一個數字。這個數值的量級應該是遠大於空間膨脹帶來的效應。具體是多少老郭不知道，但是可以參考一下導航衛星上的引力效應和相對論效應的的對比。我們把引力效應放大無數個數量級就是那種效果。
第四，為什麼有人會直接按照陽光到達地球需要8分鐘來參考計算呢。
其實這還是一個出於我們觀察者的自身直覺限制。地球和太陽的距離其實沒有多大變化，地球是太陽這顆恆星的行星。它們之間保持這穩定的相對運動關係，我們這樣計算是沒問題的。但是，銀河系跟M87之間沒有這樣穩定的相對運動關係，誰知道這個漫長的時間裡，銀河系與M87星雲之間相對運動了多遠的距離？。所以這種直接照搬的計算是完全沒有道理的。
總結一下吧：這次拍到的M87黑洞的照片中，其實包含了很多時間的信息，並不是一個固定的值，儘管這些光是同時到達我們的地球的，但是並不是照片上所有的光走過的時間都一樣長，越靠近黑洞視界的圖形就是越久之前的圖像，越是邊緣的距離我們時間越近。也許科學家能計算出這個平均值到底是多少。您也可以把這個圖看做是一張在時間上的積分照片，反正老郭是這麼理解的。即使您覺得我的理解不對，但這個時間的計算絕對不是這個距離除以光速那麼簡單。
