史上首张黑洞照片震撼亮相 未来人类能源问题有望解决？

　　4月10日，中国科学院上海天文台举行新闻发布会，发布人类史上首张黑洞照片，包括中国在内的全球多地天文学家同步公布了黑洞“真容”。 照片展示了一个中心为黑色的明亮环状结构，看上去有点像甜甜圈，其黑色部分是黑洞投下的“阴影”，明亮部分是绕黑洞高速旋转的吸积盘。该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。

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　　上世纪初，爱因斯坦提出广义相对论预言了黑洞的存在。这是一种体积极小而质量极大的天体，引力非常强，以至于周围一定区域内连光也无法逃逸，这一区域被称为“事件视界”。这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据，有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。

　　照片给出黑洞这一极端天体存在的最直接证据，验证了广义相对论，也将帮助回答星系中的壮观喷流如何产生并影响星系演化等诸多前沿问题。

　　黑洞作为人类探究已久的神秘宇宙体，本次首张黑洞照片的发布意义重大。此前，有研究认为黑洞将成为人类的未来能源来源，这样的猜想有依据吗？又如何能进一步探究确认？

　　人类文明之所以能够有科技的快速发展，能够快速走出地球探索宇宙，离不开能源的快速发展。可以说，人类文明的发展速度快慢，决定因素就是能源的发展速度如何。

　　如今人类的能源还是以开采的矿物资源为主，可是这些能源都属于不可再生资源，比如煤炭、石油、天然气、可燃冰等，这些能源都是在地球过去几十亿的变迁中在自然的作用下经过漫长的岁月慢慢形成的，一旦消耗，难以复原。

　　一旦人类将地球上这些不可再生资源用完之后，该怎么办？为此，科学家们一直在努力研究探索新能源的发展，如风电、光伏、生物质等，更高层面上，还有目前正在不断深入研究的可控核聚变能源，可控核聚变之上还有反物质能源，暗物质能源等。这些新能源可以取代人类传统的化学能源，让人类摆脱能源之困。

　　曾有科学家提出了黑洞能源理论，也就是利用黑洞强大的能量来为人类服务。我们都知道，宇宙有无数的天体，除了我们常见的恒星，行星之外，还有一些像中子星，脉冲星，黑洞等特殊的天体。而黑洞无疑是目前发现的最神秘，也是最强大的天体。

　　科学家认为，黑洞可以比我们的太阳更有效地产生能量。由于物质在轨道高速运动，因此它可以加热到数十亿华氏度，从而能够将质量从材料转化为能量，称为黑体辐射。相比之下，核聚变将约0.7％的质量转化为能量。黑洞周围的条件是将10％的质量转化为能量。

　　现代科学对黑洞的解释是一个密度无限大，体积无限小的奇点，因此，黑洞有着无比强大的引力，任何物质只是进入黑洞视界，都很难逃脱被吞噬的命运，就连强大的恒星也不例外。黑洞吞噬恒星，在宇宙中并不算稀奇的事，科学家也多次观测到这种壮观的情景。

　　黑洞的引力如此之强大，称得上是宇宙的霸主，如此强大的天体必然有着无比强大的能量。可以说，黑洞本身也是一种能源，而且是比恒星内部核聚变强大无数倍的能源，如果能够利用黑洞强大的能源，那必然会给人类文明的发展带来巨大的飞跃。

　　2018年3月14日，物理学家史蒂芬·霍金于剑桥的家中逝世，享年76岁。霍金的一生中，提出过很多惊人言论，比如从黑洞中获取能源。

　　霍金解释说，一对虚粒子中的一个可能落入黑洞中，而另外一个未落入的要么离之而去，要么以辐射的形式逃离出来。霍金之前就已经发现，黑洞会创造并喷射出粒子束和射线，其产生的温度和表面引力有关，并与其质量成反比。

　　比如，一个质量等同太阳大小的黑洞，其放射出粒子的速度极其缓慢，以至于我们很难探测到。然而，一个质量为一座山大小的黑洞，其放射出的X射线和伽马射线万兆瓦特，这足以解决全世界的供电问题。

　　利用迷你黑洞似乎是一件简单的事情，但是我们无法将黑洞放置于一个发电站中，因为它将穿透地面，逐渐落入地心。最好的解决方案是让其像卫星一样绕着地球旋转。霍金表示，人类多年以来一直苦苦追寻这样的迷你黑洞，但是都无功而返。

　　他风趣地说道：“这真是一大遗憾，如果他们找到了这样的黑洞，我也将获得诺贝尔奖”。他还解释称，我们或许能在时空的其他维度创造出迷你黑洞。但我们暂时还无法看到额外的维度，因为光无法通过这些地方。

　　但是引力仍然会作用于这些地方，而且这些地方的引力要强得多，因此在额外的维度中更有利于迷你黑洞的形成。如果未来人类能够创造出这样的迷你黑洞，并能轻松自如地操纵它们，那么人类的能源问题将轻而易举的解决。

　　除霍金外，查尔斯.米斯勒（Charles Misner）、吉波.索恩（KipThorne）和约翰.惠勒在合著的《引力》一书（旧金山弗里曼公司1973年出版P178~179页）中也提到利用黑洞的能层来解决未来世界的能源问题。

　　那么黑洞能够成为未来人类的能源，为人类服务吗？科学家对此的回答是肯定的。虽然人类现在对于黑洞只掌握其皮毛，在很长一段时间内也难以做到去利用黑洞强大的能量，但是在未来，随着科技的快速发展，对黑洞的了解也会越来越多，当对黑洞的本质完全掌握的时候，离开发利用黑洞的能源也就不远了。