雖然名字都叫黑洞，但長(zhǎng)得可不一樣，就像人有高矮胖瘦之分，黑洞家族也可分為三類(lèi)： 第一類(lèi) 小不點(diǎn) 恒星級(jí)質(zhì)量黑洞 質(zhì)量是太陽(yáng)的幾十倍到上百倍 第二類(lèi) 中等身材 中等質(zhì)量黑洞 質(zhì)量大約是大陽(yáng)的幾千倍到幾萬(wàn)倍 第三類(lèi) 巨無(wú)霸 超大質(zhì)量黑洞 質(zhì)量在太陽(yáng)的幾百萬(wàn)倍以上 恒星級(jí)質(zhì)量黑洞太小了，以現(xiàn)有的技術(shù)，直接拍到它們的真容幾乎不可能。4月10日亮相的主角，是超大質(zhì)量黑洞。
【熱點(diǎn)一】為什么能給不發(fā)光的拍照？
這些年，黑洞這個(gè)名詞頻頻出現(xiàn)在媒體報(bào)道中，想必很多人都已經(jīng)對(duì)它有些了解，恒星級(jí)質(zhì)量的黑洞是由大質(zhì)量恒星演化到末期核心發(fā)生引力坍縮而成。中等質(zhì)量黑洞和超大質(zhì)量封黑洞形成的具體方式目前還沒(méi)有定論，可能是由小黑洞合并形成，也可能是由黑洞通過(guò)吞噬物質(zhì)逐漸形成，還可能是由大量氣體物質(zhì)直接坍縮形成。
黑洞給人最深刻的印象就是吞噬一切，甚至光線(xiàn)，如果是孤零零的黑洞，我們真的是沒(méi)辦法采用電磁波手段進(jìn)行拍攝了。
但通常都有物質(zhì)環(huán)繞在黑洞周?chē)M成一個(gè)盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，叫“吸積盤(pán)”，吸積盤(pán)內(nèi)的物質(zhì)圍燒黑洞高速旋轉(zhuǎn)，相互之間由于摩擦而發(fā)出織熱的光芒，釋放出包括從無(wú)線(xiàn)電波到可見(jiàn)光到X射線(xiàn)波段的連續(xù)輻射，吸積盤(pán)處于黑洞“視界”的外部，因此發(fā)出的輻射可以逃逸到遠(yuǎn)處被我們探測(cè)到。
因此，我們拍攝到的不是黑洞本身，而是利用其邊界上的物質(zhì)發(fā)出的輻射勾勒出來(lái)的黑洞的輪廓，就像看皮影戲一樣。
【熱點(diǎn)二】為什么選擇銀河系中心和M87星系中心的黑洞作為研究對(duì)象？
本次首先公布的是星系M87中心黑洞的照片，銀河系中的黑洞照片還在數(shù)據(jù)處理中，據(jù)悉，在銀河系內(nèi)，人類(lèi)已發(fā)現(xiàn)了20多顆恒星級(jí)質(zhì)量的黑洞，距離我們?nèi)阅茏罱?400多光年，但為什么不選擇這些相對(duì)較近的黑洞進(jìn)行觀測(cè)，而非要舍近求遠(yuǎn)選擇26000光年之外的銀河系中心的黑洞和5500萬(wàn)光年之外的M87星系中心的黑洞呢？這是因?yàn)檫@些恒星級(jí)黑洞的質(zhì)量大小，直徑相對(duì)也較小，因此從地球上觀測(cè)，張角反而不如較遠(yuǎn)距離的超大質(zhì)量黑洞大。
計(jì)算表明，銀河系中心黑洞的視界直徑約2400萬(wàn)公里，M87星系中心黑洞的視界直徑約390億公里，看清銀河系中心的黑洞，需要53微角秒的角分辨率，看清M87星系中心的黑洞，則需要22微角秒的角分辨率，都落在了事件視界望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)能力范圍內(nèi)，銀河系中心黑洞的視直徑比M87星系中心黑潤(rùn)的視直徑要大一些。
【熱點(diǎn)三】照片是如何拍出來(lái)的？
黑洞圖像是由“事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）”項(xiàng)目組織獲得的。EHT把地球上的8臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡組合起來(lái)，形成了一個(gè)口徑如地球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡，照片拍攝于2017年4月，是由事件視界望遠(yuǎn)鏡合作項(xiàng)目在全球使用8臺(tái)望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行為期5天的觀測(cè)結(jié)果，照片展示了一個(gè)中心為黑色得明亮環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其黑色部分是黑洞投下的“陰影”，明亮部分是繞黑洞高速旋轉(zhuǎn)的吸積盤(pán)，望遠(yuǎn)鏡接收到的光是5500萬(wàn)年前發(fā)出的。天文望遠(yuǎn)鏡獲取的數(shù)據(jù)量非常大，一晚上就能收集到2PB（約2000TB）。如此龐大的數(shù)據(jù)難以用網(wǎng)絡(luò)傳輸，必須裝到硬盤(pán)里，空運(yùn)到MIT，約半噸重的硬盤(pán)在2017年6月交給了凱蒂·布曼博士和她的機(jī)器算法團(tuán)隊(duì)。
他們不僅需要整合數(shù)據(jù)，還需要過(guò)濾掉大氣溫度等因素產(chǎn)生的噪聲，并且要精確同步各地望遠(yuǎn)鏡捕獲的信號(hào)，布曼領(lǐng)導(dǎo)了一系列精心測(cè)試，旨在確保EHT獲得的黑洞照片不是某種技術(shù)故障或僥幸的結(jié)果，在某一個(gè)測(cè)試階段，需要把合作組織拆分成4個(gè)獨(dú)立的分析團(tuán)隊(duì)，各自獨(dú)立分析數(shù)，直到他們絕對(duì)確信各自的分析結(jié)果，原本預(yù)計(jì)一年洗好的照片，花了兩年時(shí)間才讓世界看到。
13.關(guān)于世界首張黑潤(rùn)照片，下列說(shuō)法不符合文意的一項(xiàng)是（ ）（3分）
A.這張照片是首次獲得的宇宙中超大質(zhì)量黑洞存在的直接視覺(jué)證據(jù)，今年4月在全球6個(gè)城市同時(shí)公開(kāi)對(duì)外發(fā)布。
B.這張照片拍攝的對(duì)象是室女座星系團(tuán)中超大質(zhì)量星系M87，它距離地球5500萬(wàn)光年，質(zhì)量是太陽(yáng)的65億倍。
C.這張照片的拍攝工具是位于全球各地的8臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡，它們被組合起來(lái)形成了一個(gè)口徑如地球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡。
D.這張照片的拍攝時(shí)間是2017年4月，天文望遠(yuǎn)鏡拍攝獲取的數(shù)據(jù)量非常龐大，科學(xué)家們過(guò)了兩年時(shí)間才對(duì)外公布照片。
14.下列說(shuō)法符合文意的一項(xiàng)是（ ）（3分）
A.恒星在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡而死亡后，發(fā)生引力坍縮就會(huì)形成黑洞，黑洞家族有多種類(lèi)型，本次拍攝的屬于其中的“巨無(wú)霸”。
B.有很多恒星級(jí)質(zhì)量黑洞距離地球相對(duì)較近，但是它們的質(zhì)量太小，直徑相對(duì)也較小從地球上觀測(cè)，張角比較遠(yuǎn)距離的超大質(zhì)量黑洞大。
C.科學(xué)家們對(duì)銀河系中心黑洞也進(jìn)行了觀測(cè)，這個(gè)黑洞距地球26000光年，視界直徑約2400萬(wàn)公里，目前它的照片還在數(shù)據(jù)處理中。
D.布曼搏士將合作組織拆分成4個(gè)獨(dú)立的分析團(tuán)隊(duì)，各自獨(dú)立分析數(shù)據(jù)，這樣確保了黑洞照片不是某種技術(shù)故障或僥幸的結(jié)果。
15.下列對(duì)材料中相關(guān)內(nèi)容的理解和分析，不正確的一項(xiàng)是（ ）（3分）
A.首次黑洞照片拍攝活動(dòng)參與人員多，調(diào)動(dòng)的科研設(shè)備范圍廣，照片從拍攝到公布經(jīng)歷的時(shí)間長(zhǎng)。
B.黑洞本體是無(wú)法直接被拍攝的，但吸積盤(pán)與黑洞發(fā)生摩擦?xí)a(chǎn)生輻射，這個(gè)輻射可以被探測(cè)到。
C.人類(lèi)對(duì)于黑洞的認(rèn)識(shí)，目前還是很有限，比如對(duì)一些黑洞的形成原因，科學(xué)界就有不同的猜測(cè)。
D.“事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHI）”盡管具有強(qiáng)大的觀測(cè)能力，但很難拍到那些恒星級(jí)質(zhì)量黑洞的照片。
16.請(qǐng)根據(jù)文本內(nèi)容，給“超大質(zhì)量黑洞”下定義。（4分）
17.為了能拍到黑洞并保證照片的可信度，科學(xué)家們采用了哪些方法？請(qǐng)分點(diǎn)概括。（5分）
閱讀下面文字，完成18-22題（22分） 書(shū)房的窗子
楊振聲
①唉，先生，我是連一間書(shū)房都沒(méi)得，你可別見(jiàn)笑，正因?yàn)闆](méi)得，才想得厲害，我不但想到書(shū)房，連書(shū)房里每一角落，我都布置好了，今天又想到了我那書(shū)房的窗子。
