要了解黑洞，先从恒星开始。恒星消亡时才有可能产生黑洞。在宇宙中，当巨大的气体和尘埃云团坍塌时，其中央形成一个热物质内核，恒星由此诞生，就像我们熟知的太阳，这个诞生过程相当漫长。没有进入恒星核心的其它材料可能会变成行星、小行星和其他碎屑。我们的地球就是一颗行星。

当这个为期数百万年的诞生过程结束时，恒星就开始通过一种名为核聚变的过程燃烧，或者说发光。原子的核心被称为原子核。核聚变是两个原子的核心相聚或融合的过程。发生核聚变时，两个原子核变成一个更重的原子核。与此同时，大量的能量会被释放出来。

正是这个原子核碰撞并释放能量的过程，为恒星提供了能量。当我们说一颗恒星在“燃烧”，指的就是这件事。在恒星整个生命的大部分时间里，这种燃烧过程涉及氢——宇宙中最轻也是最丰富的元素——聚变成氦的过程。我们的太阳现在就处于这个阶段。

它当一颗恒星缺少用来在核心进行核聚变的氢时（我们的太阳在大约50亿年内都不会出现这种情况），事情就变得更有意思了。随着核心的氢燃烧殆尽，那里不再产生能量。这会导致核心的缓慢坍塌和升温。

然而，核聚变的过程依然在持续，只是转移到了仍然还有氢的部位。这意味着核聚变开始在核心之外富含氢的气体层中发生，且在这个过程中为恒星提供能量。这时恒星进入天文学家所说的“红巨星”阶段。

当这一层的氢耗尽之后，红巨星中的核聚变过程开始将新创造出的更重的氦原子加入进来。随着核聚变过程沿着元素周期表不断前进，这些发生融合的氦原子变成了更重的元素，直到产生碳。

如果恒星的大小不足以产生融化碳的高温，恒星就会卡在这里。原子无法被聚变成新的原子，碳和氧开始在核心形成和聚集。随着恒星的核心吸引越来越多的物质，它开始升温。这会导致恒星的外层向外膨胀。

红巨星阶段并不总是一个平静和连续的过程。相反，随着核心中的核聚变开始像耗尽汽油的汽车一样喷溅，这颗恒星就会开始不均匀地向外喷射物质。这一阶段的恒星图像被称为“行星状星云”。

当太阳进入这个阶段时——距离现在还有几十亿年，所以不要担心它会膨胀。这里所讲的膨胀不是膨胀一点，而是膨胀得非常厉害。实际上，天文学家推测当这件事发生时，太阳会向外膨胀得非常厉害，以至于吞没太阳系的内行星：水星、金星，甚至地球。

然后，我们的太阳和它的同类恒星将继续以红巨星的状态存在，直到再也没有任何可以释放的外层物质。留下来的将是一个密度很大的小型内核，天文学家称之为白矮星。由于没有可以用于燃烧的燃料，白矮星只能漂浮在太空中，散发着剩余的热量。这个过程会持续几十亿年，然后在某个时刻，这颗恒星最终会从一块滚烫的余烬变得冰冷黑暗。

对于像我们的太阳一样或者更小的恒星，变成白矮星的缓慢过程是它们渐进而平静的命运，但是对于那些更大的恒星呢？简而言之，它们不会安静地走向死亡。那是因为它们的核聚变并没有因碳核聚变而停止，它们会继续这个过程，制造出越来越重的元素，直到铁元素被制造出来。

当这颗恒星开始将铁聚变在一起，它就遇到了大麻烦。这是因为当两个铁原子结合时，它们实际上吸收了能量，而不是像其它原子那样释放能量。这会引发失控的连锁反应，导致恒星冷却，压力陡然下降。这最终将导致整颗恒星的戏剧性坍塌。

当这颗恒星坍塌到核心上时，它会反弹，将恒星的外层物质全部抛射到太空中去。天文学家将这种爆发称为超新星爆发。超新星爆发释放出的能量如此之大，以至于它们的光芒可以盖过整个星系。考虑到一个星系含有数十亿颗恒星，这就让人觉得更了不起了。

当这些大质量恒星经历超新星爆发时，仍然会留下恒星曾经的核心。然而，这个核心的密度现在更大了，因为核心的坍塌一直在继续，直到所有电子和中子都被挤在一起，就像一群人正急于穿过出口却无处可去一样。这个被压缩的天体被科学家称为中子星，它的密度是如此之大，一汤匙中子星的重量就超过10亿吨。

但是当一颗恒星的体积极为庞大时，它的命运会比壮丽的超新星爆发并创造出一颗中子星更加离奇。最大的恒星会继续坍塌，直至形成一个黑洞。当一颗恒星坍塌成黑洞，没有任何东西能够从它身边逃脱——甚至光也不能。我们之所以能了解这些极端天体的存在，是因为我们看到了黑洞周围的物体，以及黑洞通过它强大的引力对周围环境所产生的影响。

在很长一段时间里，黑洞一直被当作科幻小说的噱头，但是天文学家有确凿的证据表明它们确实存在。实际上，我们已经了解到许多关于黑洞的情况。黑洞在吞噬周围物质的时候，会形成一个旋转的吸积盘，旋向黑洞的大量物质会猛烈撞击摩擦，散发出巨大的能量，这种能量电波可以为地球上的射电望远镜所捕捉。

但单个射电望远镜灵敏度和分辨率非常有限，很难探测。最近的国际合作，就是通过全球多个射电天文台的协作，构建一个口径等同于地球直径的「虚拟」望远镜，使其功能提高到足以拍摄银河系中心的黑洞。

实际上，黑洞的确是看不见的，但我们可以通过它“吃东西”时发出的光，来获得它的相貌。此次国际合作，收集的黑洞信息是M87，即室女座A星系，它距离地球约5500万光年，质量约是太阳的65亿倍。室女座是最大的黄道带星座，与其它同类型的黑洞相比，我们可以更容易、更详细地研究它。它将帮助解答人类对宇宙的疑惑，打开探索宇宙的新世界。

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