今天，國際事件視界望遠鏡項目(the international Event Horizon Telescope project)將公布其拍攝黑洞圖像計劃的第一個結(jié)果，但究竟什么是視界(Event Horizon)呢?

黑洞的視界與物體的逃逸速度(逃逸黑洞引力所需要的速度)有關(guān)。一個人離黑洞越近，他就需要更快的速度才能逃離黑洞巨大的引力，而視界就是黑洞周圍逃逸速度超過光速的臨界點。

根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論，我們知道沒有什么能比光在太空中傳播得更快，這也就意味著黑洞的視界本質(zhì)上是一個任何東西經(jīng)過了都無法回頭的臨界點。視界這個名字意味著我們不可能目睹在邊界內(nèi)發(fā)生的任何事件，過了這個臨界點之后人們就看不到東西了。

哈佛大學天文學教授阿維·勒布(Avi Loeb)在接受采訪時表示:“視界是終極的監(jiān)獄圍墻——你可以進去，但永遠出不來?！?/p>

當一個事物接近視界時，隨著黑洞的引力扭曲事物本身發(fā)出的光，目擊者會看到該事物變紅和變暗，到了視界之后，事物將會逐漸消失至不可見的狀態(tài)。

在視界內(nèi)，人們會發(fā)現(xiàn)黑洞的奇點，此前的研究認為，黑洞的所有質(zhì)量都坍縮到這個密度無限大的奇點中，這也意味著奇點周圍的空間和時間結(jié)構(gòu)也彎曲到一個無限的程度，所以在奇點附近，我們現(xiàn)在所知的物理定律完全無用武之地。

勒布說：“視界保護我們免受奇點附近的未知物理影響?！?/p>

視界的大小取決于黑洞的質(zhì)量。如果地球被壓縮成一個黑洞的話，它的直徑大約為0.69英寸(17.4毫米)，比一角硬幣略小;如果太陽變成一個黑洞的話，那么它將有3.62英里(5.84公里)寬，相當于一個村莊或城鎮(zhèn)的大小。而視界望遠鏡正在觀測的超大質(zhì)量黑洞則要大得多;在銀河系的中心的人馬座A *質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的430萬倍，直徑約790萬英里(1270萬公里)，而處女座星系核心的M87質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的60億倍，寬110億英里(177億公里)。

黑洞的引力大小取決于黑洞與你之間的距離——你離它越近，引力就越大。但是這種重力對接近黑洞者的影響會因黑洞的質(zhì)量而有所不同。例如，如果你落入一個相對較小的黑洞(質(zhì)量只是太陽的幾倍)，你就會被撕扯開來，并在一個被稱為“面條化”的過程中被拉長，這樣的話，在你到達事件視界之前你早就已經(jīng)死了。

然而，如果你是墜落到一個質(zhì)量是太陽質(zhì)量幾百萬到幾十億倍的超大質(zhì)量黑洞的話，你不會“明顯感覺到這種力量，”勒布說，在穿越事件視界之前，你并不會死于面條化(但圍繞這樣一個黑洞的許多其他危險仍然可能會在你到達視界之前殺死你)。

黑洞很可能也會自旋，因為它們的起源恒星也會自旋，也因為它們吞下的物質(zhì)在落入黑洞之前也是以螺旋狀旋轉(zhuǎn)。最近的發(fā)現(xiàn)表明黑洞的旋轉(zhuǎn)速度可以超過光速的90%，勒布說。

此前，黑洞最基本的模型假設(shè)它們不會自旋，所以它們的奇點被假設(shè)為點。但是由于黑洞通常是旋轉(zhuǎn)的，所以目前的模型表明它們的奇點是無限薄的環(huán)。這導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)黑洞的視界(也被稱為克爾黑洞)呈橢圓形，在兩極出現(xiàn)扁扁的擠壓，在赤道處出現(xiàn)膨脹。

旋轉(zhuǎn)黑洞的視界分為外視界和內(nèi)視界。這樣一個黑洞的外部視界就是一個臨界點，就像一個非旋轉(zhuǎn)黑洞的視界一樣;而旋轉(zhuǎn)黑洞的內(nèi)部視界，也被稱為柯西視界，則比較奇怪的。超過了這個內(nèi)視界，原因就不再必然先于結(jié)果，過去也不再必然決定未來，時間旅行就有可能成為現(xiàn)實。在非旋轉(zhuǎn)黑洞中(也被稱為史瓦西黑洞)，內(nèi)視界和外視界重合。

一個旋轉(zhuǎn)的黑洞也會迫使它周圍的時空結(jié)構(gòu)與它一起旋轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象被稱為“參考系拖拽”(frame dragging)或“蘭斯-蒂林效應(yīng)”(Lense-Thirring effect)。參考系拖拽現(xiàn)象也可以在包括地球在內(nèi)的其他大型天體周圍看到。

參考系拖拽創(chuàng)造了一個被稱為能層(ergosphere)宇宙漩渦，它出現(xiàn)在一個旋轉(zhuǎn)黑洞的外部視界之外。能層內(nèi)的任何物體都會被迫向黑洞旋轉(zhuǎn)的方向移動。落入能層中的物質(zhì)可以獲得足夠的速度來逃離黑洞的引力，并帶走黑洞的部分能量。通過這種方式，黑洞可以對其周圍環(huán)境產(chǎn)生強大的影響。

旋轉(zhuǎn)還能使黑洞更有效地將落入其中的任何物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量。按照愛因斯坦著名的方程E = mc^2，一個非旋轉(zhuǎn)黑洞可以將一個隕落物體質(zhì)量的5.7%轉(zhuǎn)化為能量。相反，科學家們已經(jīng)確定，一個旋轉(zhuǎn)的黑洞可以將物體質(zhì)量的42%轉(zhuǎn)化為能量

勒布說：“這對黑洞周圍的環(huán)境有著重要的影響，幾乎所有大型星系中心的超大質(zhì)量黑洞所釋放的能量都能顯著影響這些星系的演化?！?/p>

最近的工作極大地顛覆了傳統(tǒng)的黑洞觀。2012年，物理學家提出，任何落入黑洞的物體，都可能在視界附近或視界內(nèi)遭遇“防火墻”，這個防火墻會焚毀掉落入黑洞的任何物質(zhì)。這是因為當粒子碰撞時，它們可以通過一種叫做糾纏的鏈接隱形地連接起來，而黑洞可以打破這種鏈接，釋放出驚人的能量。

然而，其他的一些試圖將廣義相對論(廣義相對論可以解釋引力的本質(zhì))與量子力學(量子力學可以描述所有已知粒子的行為)結(jié)合起來的研究表明，黑洞可能并沒有防火墻——因為視界本身可能都不存在。勒布說。一些物理學家提出，我們目前所認為的黑洞可能不是什么東西都無法逃離的深淵，而是一系列缺乏視界的類黑洞物體，比如所謂的“毛毛球(Fuzzballs)”理論。

通過對黑洞邊緣成像，視界望遠鏡可以幫助科學家分析視界的形狀和行為。

勒布說：“我們可以用這些圖像來約束任何關(guān)于黑洞結(jié)構(gòu)的理論，事實上，毛毛球的推測——視界不是一個清晰的邊界，而是相當模糊——就可以用視界望遠鏡的圖像來驗證?！?/p>