我家楼上和隔壁都住着黑洞？聊聊M87和银河系这两个大家伙
说起来有点好笑,前几天晚上我煎牛排的时候，油锅噼里啪啦响，我突然想起去年闹得沸沸扬扬的那张“甜甜圈”照片，锅里那个金黄的煎蛋，中间蛋黄微微凹陷下去，边缘泛着一圈焦脆的蛋白——还真有点像，只不过那个“甜甜圈”离我们五千五百万光年，住在M87星系的中心，而它旁边那位不那么上镜的邻居，其实就住在我们家门口，银河系的正中央，今天咱就来唠唠这俩黑洞，一个像住在顶楼的摇滚明星，一个像隔壁不声不响的退休教授。
先认识一下这两位
我知道你可能在新闻里见过那个著名的橙红色光环,但真要聊起来，很多人分不清谁是谁，咱先快速认个脸：
| 特征 | M87星系黑洞（M87*） | 银河系黑洞（人马座A*） |
| 质量 | 约65亿倍太阳质量 | 约430万倍太阳质量 |
| 距离地球 | 约5500万光年 | 约2.6万光年 |
| 事件视界直径 | 约400亿公里 | 约2400万公里 |
| 首次成像时间 | 2019年发布 | 2022年发布 |
| 旋转速度 | 接近光速的90% | 相对较慢 |
瞅瞅这差距,M87那个是真正意义上的“巨无霸”，质量顶银河系黑洞的一千五百多倍，要是把M87*搁在太阳系中心，它的边界能一直伸到冥王星轨道外头去，而人马座A*呢，个头“只”相当于水星轨道那么宽，但别小看它，毕竟咱就住在它隔壁，抬头不见低头见的。
那张照片凭什么轰动全世界
2017年4月,地球上八个射电望远镜同时对准了这两个目标，这阵仗有点像八个医生同时给两个病人做CT，只不过这些“医生”分布在夏威夷、智利、南极、西班牙各地，组合起来相当于一台地球那么大的望远镜——事件视界望远镜，也就是EHT。
我有个朋友当时在MIT做博士后,参与了一部分数据处理，他说最难的倒不是拍，而是拍完之后，每个观测站的数据装在硬盘里，物理上运到处理中心去，南极的硬盘因为冬天没法运，硬是等了半年，照片出来那天，他说整个团队的人都哭了，不是矫情，是你花了几十年时间追逐一个看不见的东西，它终于从那团数学符号里走了出来，变成了实实在在的光环。
你仔细看那张M87*的照片，光环其实是不均匀的，底下一侧明显更亮，这不是瑕疵，正好证明了黑洞在疯狂旋转——因为多普勒效应，朝我们转过来的那部分物质发出的光被增强了，爱因斯坦一百多年前算出来的东西，又一次被证实了，他老人家要是知道，大概会淡定地抽口烟斗说“我早就说嘛”。
为什么银河系黑洞晚了三年才露面
这就得说到拍照的难处了,M87*虽然远，但个头大，而且变化慢，像拍一尊静坐的雕像，你可以慢慢来，人马座A*离我们近得多，但是小，而且闹腾，它周围的物质乱窜，几分钟就能完成一圈，相当于你拍一个多动症小孩，刚调好焦距，人家已经跑出画面了。
科学家们后来的论文里描述这个过程,用了“极其痛苦”这个词——这在学术文献里可不多见，他们不得不开发新的算法，把不同时间尺度的数据拼在一起，最后才得到那张稍微有点模糊但意义非凡的图像，说实话，看到银河系黑洞照片的那一刻，我心里涌上来的不是震撼，而是一种奇怪的亲切感，那个橙色的光环就悬在银河系的正中央，而我们整个太阳系，正带着地球和上面所有人，绕着它慢慢地、一圈又一圈地转。
它俩其实在悄悄告诉我们一些事
你可能会问,花这么多钱拍两张“甜甜圈”照片图啥呢？除了满足好奇心，这两个黑洞的对比其实揭示了宇宙运行的一些底层逻辑。
- 喷流之谜：M87*有一条长达五千光年的物质喷流，像一把宇宙光剑射出来，而人马座A*目前安静得多，只偶尔打个小嗝，为什么质量更小的反而更安静？这牵涉到黑洞如何“进食”和“消化”周围物质，现在还没完全搞明白。
- 星系演化的共生关系：M87*那个级别的超大质量黑洞，引力能影响整个星系团的气体分布，人马座A*虽然小，但银河系的恒星运动轨迹明显受它摆布，黑洞和星系谁先出现？它们如何互相塑造？这是当代天体物理最火的问题之一。
- 引力的终极检验场：事件视界边缘是引力最强的地方，强到光都跑不出来，在这个尺度上观测，相当于在最极端的环境里验证广义相对论，目前来看，爱因斯坦又赢了。
写到这里我抬头看了眼窗外,北京的天空灰蒙蒙的，别说银河了，连北极星都得费劲找，但在头顶上方大约两万六千光年的地方，人马座A*就那么沉默地待着，偶尔吞下一团不幸飘过的气体云，打个小小的饱嗝，而五千万光年外，M87*正用它那根惊天动地的喷流搅动着整个星系团，宇宙就是这么回事，大的小的，近的远的，安静的闹腾的，都在同一个物理规律下运作，而我煎糊的那块牛排，这会儿正冒着黑烟，倒是跟黑洞的颜色挺配。
哦对了,关于EHT处理数据的技术细节，如果你感兴趣，可以找找2019年和2022年发表在《天体物理杂志通讯》上的那几篇核心论文，里面对成像算法和观测过程有详细的描述，不过我得先去关火——厨房的烟已经快够得上星际介质的密度了。