網絡上一直有人認為，2019年4月份科學家們公佈的首張黑洞照片，與霍金有很大的關係，甚至有人認為是發現了霍金提出的黑洞輻射，因此霍金可以追授諾貝爾獎。
這是一個誤解。霍金雖然在黑洞研究上做了許多探索，也取得不少科學界公認的成就，但第一張黑洞照片真得與霍金關係不大。
為什麼呢？下面我們就來討論一下。
霍金對黑洞的研究主要是提出了黑洞輻射理論
霍金的黑洞輻射理論是屬於量子層面的理論，說的是黑洞質量會通過輻射而減少。
霍金認為由於量子效應黑洞可能會往外散發熱輻射，這樣就會導致黑洞蒸發現象，由此黑洞的質量會逐漸減少。
但這種減少是量子級的，也就是粒子級別的。
量子力學認為，這個世界沒有絕對真空，當空間趨向絕對真空時會產生虛粒子對，這種虛粒子對會很快對撞後消失。
但這種虛粒子對在黑洞視界邊緣，很可能一個被黑洞強大引力吸進黑洞內部，而不被觀測到，另一個卻逃逸到視界之外。這樣我們所觀測的世界就多了一個具有質量的粒子，根據質量守恆定律，落入黑洞的那個粒子就應該帶有負質量，這樣黑洞質量就被減少了。
這個過程，從外界的觀測者來看，黑洞質量就會逐漸變小，看起來就是慢慢蒸發了，因此這個理論也叫黑洞蒸發理論。
這個蒸發速度有多快呢？理論上越小的黑洞蒸發越快，大質量黑洞的蒸發時間長得令人髮指。
有人計算，太陽質量黑洞蒸發時間需要10^67年，銀河系中心400萬倍太陽質量的黑洞蒸發需要10^87年，宇宙中最大黑洞蒸發至少需要10^100年。
而且研究證明，黑洞即便不吸積附近天體和星際物質，只吸收宇宙微波背景輻射，這種獲得量也遠遠大於蒸發量。因此，大質量黑洞真正的蒸發年限是無法估量的，它一直會到天荒地老。
理論上，只有在宇宙最終死亡前，空間已經沒有任何物質了，黑洞蒸發就成了純蒸發，才有可能經歷漫長的歲月蒸發殆盡。
而極小質量黑洞，比如大型強子對撞機中的人造黑洞，只有原子級或電子等粒子級，這種黑洞蒸發的能量會遠遠大於吸收的能量，因此會在極短時間蒸發。這個極短是多麼短？也就是微秒甚至納秒級吧。
所以許多人擔憂人造黑洞會毀滅地球，實在比杞人憂天還荒唐。
但霍金輻射迄今為止還是一種科學猜想，沒有被觀測所證實。
人類首張黑洞照片得到的成果並沒有發現黑洞輻射，與霍金一點關係也沒有。
人類首張黑洞照片的重要意義至少有以下兩個方面
1、是人類首張黑洞真實的照片，證實了黑洞理論預測的精確性。
通過對黑洞拍照的觀察，科學家們瞭解了黑洞更多的細節特徵，觀察證實了黑洞的史瓦西半徑、黑洞視界、吸積盤的存在，有助於天文學家理解噴流、吸積盤等結構的形成機理。
首次直觀“看到”了真實的黑洞，進一步驗證了愛因斯坦廣義相對論精確預言，彰顯出愛因斯坦、史瓦西等科學家們的偉大。
照片也與科學家和藝術家們原來對黑洞的藝術構想圖基本一致。
原來還有一些人，甚至極少學者還認為黑洞不存在，這張照片堵住了他們的嘴，黑洞的存在已經成為無可辯駁證據確鑿的事實。
首張黑洞照片資料
2、這張照片所拍攝的黑洞，是室女座星系團中M87星系中心超大質量黑洞，質量約太陽65億倍，距離我們有5500萬光年。
能拍攝到這樣遙遠距離的黑洞照片，充分顯示了人類現代科學技術的強大。
這張照片是20個國家和地區200多位科學家通力合作的成果。為了獲得這張照片，耗資6000餘萬美元，將分佈在世界各地的八套射電望遠鏡聯網，形成一臺相當於地球直徑口徑的望遠鏡，才得到了這張照片。
照片拍攝於2017年4月5日~10日，只拍攝了5天，所得到的資料數據達到7PB，也就是700萬G。這些數據相當於4萬人拍攝一生照片的總和，科學家們“沖洗”這張照片用了兩年時間。
當然這種“沖洗”不是我們常規意義上的沖洗了。科學家們從這些海量的數據中，經過解析、篩選、拼接、計算、綜合，才得到這麼一副精確的黑洞照片。
這張照片可以說是有史以來含金量最高最昂貴的照片了。
在拍攝照片過程中，科學家並沒有觀測到黑洞輻射，也沒奢望觀測到黑洞輻射。
因此，這張照片與霍金沒啥關係，與霍金能不能獲得諾貝爾獎更是風馬牛不相及。
愛因斯坦和史瓦西
黑洞是愛因斯坦場論的一個解
首張黑洞照片與阿爾伯特·愛因斯坦、卡爾·史瓦西、約翰·阿奇博爾德·惠勒三位科學家關係最為密切。
愛因斯坦在1915年發表了《廣義相對論》，認為如果一個天體質量非常大，引力非常強，甚至到光都無法逃脫它的引力。
因此黑洞可能存在是愛因斯坦引力場方程（見下圖）的一個必然結果，是對這種天體可能存在的最早預言。但當時愛因斯坦認為自然界中很難觀測到這樣的天體。
愛因斯坦引力場方程
1916年，史瓦西通過對《廣義相對論》引力場方程的研究，認為如果將大量物質集中在空中一點，其周圍就會產生奇異現象，即在質點周圍形成一個界面~“視界”，任何物質一旦進入了這個界面，就無法逃逸，連光也不例外。
史瓦西通過數學方程，得到了愛因斯坦引力場方程的真空解，這個解明確了質量與“視界”半徑的關係，後來人們把它叫做“史瓦西半徑”。
史瓦西半徑計算公式為：R=2GM/C²
式中，R為史瓦西半徑值，單位米（m）；G為引力常量，取值6.67×10^-11N·m²/kg²；M為天體質量，單位千克（kg）；C為光速，單位米/秒（m/s）。
愛因斯坦和史瓦西都沒有對這種天體命名。一直到1969年，美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒在一次會議上，對這種天體使用了“黑洞”一詞，從此“黑洞”開始在全世界傳播，變成了這種天體的通用名詞。
黑洞從此“風靡”世界。
在黑洞研究方面，錢德拉塞卡、奧本海默、霍金等科學家也作出了很多貢獻。
1970年，美國“自由”號人造衛星觀測到了一個與其他射電源不同的天鵝座X-1，一個比太陽質量大30多倍的藍巨星，竟被一個重約10倍太陽質量的看不見物體牽引著，研究認為這個看不見物體就是黑洞，這被認為是人類發現的首個黑洞。
後來科學家們發現越來越多的黑洞，但都是隻能通過引力現象和射電源探測到，卻看不見，難窺真容。
2019年4月10日，全球科學家同時公佈的首張黑洞照片展示在世人面前，使人類第一次直觀看到了黑洞的真容，可謂驚世駭俗。
閱讀更多 時空通訊 的文章
