問題的提出：
4月10日晚上9點，全球天文學家同步發佈了一張黑洞照片，這就是距地球5500萬光年橢圓星系中央M87*黑洞。在上海天文臺的發佈會上，我們得到了這樣的信息：
一、這個編號為M87*的黑洞位於室女座M87橢圓星系的中央；
二、M87*黑洞是超大質量黑洞，它的質量約為太陽質量的65億倍；
三、M87*黑洞周圍有一個炙熱的吸積盤；
四、吸積流在弱磁場作用下繞黑洞旋轉，大約兩天就可以繞黑洞旋轉一週。
發佈者稱：（黑洞周圍的）吸積流是非常的湍急的，它的運動速度是非常快的，繞著黑洞會旋轉，大概兩...兩...兩天就能圍繞著M87*繞一週。
圖片顯示，黑洞吸積流每兩天繞行一週
發佈者接著說：由於一部分的光子被黑洞吞噬，所以我們就看到一個...黑洞陰影，這個陰影的大小就是...黑洞視界大小的2.5倍左右。
科學家給出了黑洞的陰影直徑，以及測量證據
那麼一個很嚴重的問題出現了：吸積流的速度能有這麼快嗎？
速度計算
按照發佈會公佈的黑洞數據，科學家們認為M87*黑洞的陰影直徑大約是1000億公里，這個數據我們已經通過其它國家同時宣佈的數據進行了證實。
按照陰影直徑是黑洞事件視界直徑的2.5倍計算，M87*黑洞事件視界直徑應為400億公里，半徑200億公里。這與此前科學界透露出的M87*黑洞史瓦西半徑為190億公里基本吻合。
M87*黑洞質量是太陽質量的65億倍
我們按照史瓦西半徑計算公式計算非旋轉黑洞的史瓦西半徑：R = 2GM / c²
已知引力常數G=6.674 × 10^-11 (m ^3· kg ^-1· s ^-2)，太陽質量為1.9885×10^30 (kg)，光速為：299792458 (m/s)。
我們可以計算出M87*黑洞的史瓦西半徑約為：192億公里。
M87*是個帶自旋的黑洞，因此需要代入Kerr-Newman度量來計算它的視界半徑。鑑於Kerr-Newman度量的計算公式非常繁雜，並且其計算結果與非自旋黑洞的史瓦西數值相差不大，因為我們依然採用192億公里這個數值作為M87*的事件視界半徑。
即便如此，我們按照圓的周長公式：C = 2πr
計算出的M87*黑洞事件視界赤道周長為：1206億公里。
M87*黑洞照片
如果按照發佈會上說的：吸積流......大概兩天就能圍繞著M87*繞一週，即使是2.5天繞一週，吸積流的運動速度也將達到：55.8萬公里/秒 ！
這意味著什麼？
這意味著M87*黑洞赤道附近吸積流的速度遠遠超出了30萬公里/秒的光速！
顯然有什麼地方不對勁。
黑洞吸積盤的物質分析
我們都知道黑洞是大質量恆星在燃燒完它的燃料之後發生引力坍塌的結果，其中心有可能是一個體積極小密度極大的“奇點”。因為極強引力的關係，黑洞周圍的時空被強烈扭曲，以其強引力範圍內連光都不可能逃脫，我們從外部無法觀察到其內部的情況，因此它看起來是黑色的一個大球。我們稱這個球形空間的邊緣為事件視界，在視界邊緣內部發生的事情沒有人知道，我們只能觀察其外部發生的情況。
黑洞吸積體及其事件視界
在黑洞的外面，它吸引了周圍星際空間的大量氣體、塵埃和星體碎片。特別是像M87*這樣的超大型黑洞，作為M87星系的核心，圍繞在它周圍旋轉著的一定有許多恆星的殘骸。這些氣體和塵埃在黑洞強大引力作用下圍繞視界周圍急速旋轉，由於這個區域的引力極大，吸積物的密度極大、速度極快，粒子之間高速碰撞與摩擦產生500萬甚至1億度以上的高溫，大約有10%至40%的物質因強烈摩擦作用被轉化成了能量，以X射線的形式散射到太空中，而那些因速度不夠失去角動量的粒子則被黑洞吞沒。
M87*的吸積體是物質，不是光，因此它不會達到光速，更沒有可能超過光速。
愛因斯坦在他的狹義相對論中將光速視作一個常數，他認為光速是宇宙中最快的，宇宙中只有無質量的粒子和場才能達到光速，其它任何有質量的粒子如果要達到光速，就需要對其施加無限的能量，這個能量比整個宇宙能量的總和還要多。
由此可見，M87*黑洞周圍吸積物的旋轉速度不可能超過光速。
M87*吸積物有可能的解釋
方案一：
M87*黑洞有可能擁有一個很厚的吸積盤，它被吸積物包裹起來，只露出兩極。
我在前兩天提出這一設想並做出了比較詳細的分析，在此就簡單加以介紹：
如果M87*是一個非自旋黑洞，它周圍的吸積物會因引力關係圍繞赤道平面高速旋轉。我們知道這個超大型黑洞位於星系中央，它的附近有大量的氣體及塵埃，在強大引力的作用下這些氣體與塵埃會在視界的外層形成壓力，這種壓力會使得吸積物呈現高溫等離子流體特徵。高溫粒子在沿赤道方向急速旋轉的同時，它們之間也互相碰撞推擠，這種推擠的力會使得粒子向赤道兩側蔓延開來，這種推擠的力越大，粒子向兩極高緯度的方向就爬得越高。直到這種碰撞推擠的力不足以抵消黑洞質點的強大引力，它們才會因失去必要的角動量被吸入黑洞。
等離子流粒子會相互推擠，由此獲得的推力可以使它爬就更高的緯度
這時當我們從黑洞的北極對其進行觀察，就會發現吸積盤的孔直徑其實是小於其視界直徑的，如果這個孔的直徑是55億公里，那麼吸積體的最高轉速即便只有光速的1/3，它也可以做到兩天旋轉一週。
黑洞的視界被吸積體包裹起來
方案二：
M87*最內層的吸積體是一個兩端有孔的“球殼”。
這個方案適用於自旋黑洞。如果M87*真的是科學家在發佈會上宣佈的自旋黑洞，那麼其最內層的吸積物會因質點引力強的擾動而繞質點高速旋轉，它們的旋轉軌道再也不會是一個平行於視界赤道的平面，而是將黑洞包裹起來的球殼。
單個粒子的運動軌跡，從赤道方向和從北極方向觀察的動畫
那些因碰撞而失去角動量的粒子也會落入視界被黑洞吞吃掉。
失去角動量時，從高緯度方向落入視界的粒子軌跡
而在距離視界更遠一點的地方，吸積物的運行軌道則相對平穩，像是一個編織的筐。
距離更遠粒子的運行軌道
在這個方案中，當我們從黑洞的北極觀察它，黑洞兩極吸積物的速度也能達到2天一週，只不過我們觀察到的只是那個孔周圍角速度的疊加，並不是單個粒子繞一週的速度。
總結：
一、我們相信愛因斯坦是對的，他的廣義相對論已經因此次對M87*的觀測得到進一步驗證，同時他的狹義相對論也不應受到挑戰：沒有任何物質可以挑戰光速。
二、我們相信科學家們是對的，他們告訴我們這個黑洞的質量、視界直徑以及吸積體繞行時間的數據，這些數據是嚴肅的，並且已經經過科學家的反覆驗證。我們不應該懷疑它。
三、我們不能假設超光速，或者以“時空扭曲”來給自己找藉口。我們應該科學的態度來找答案。
在科學家沒有明確指出這個盤哪個部分的吸積體繞行一週需要兩天的情況下，我會以可能的最小半徑來求解。
四、還有些數據我們還沒有得到，在已經掌握的範圍內，我做出上述兩種猜想。希望未來能得到驗證。
黑洞並不總是“凸出”的，相反，它總是藏的很深
對於M87*的吸積盤，你有什麼想法？它真的有可能會超過光速嗎？歡迎你的評論。
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