在這個剛剛過去的2020年，科學界迎來了許多重大的突破。尤其是在天文領域，人類不僅實現了多個航天事業的里程碑，還在天體研究中迎來了多個重大的飛躍。尤其是在宇宙中最詭異天體——黑洞方面，科學家們同樣收獲頗豐。那么，在2020年，人類在黑洞領域都取得了哪些突破呢？

諾貝爾物理學獎

首先不得不提的，就是2020年諾貝爾物理學獎頒給了在黑洞研究領域做出杰出貢獻的三位科學家。

首先就是羅杰·彭羅斯，瑞典皇家科學院認為，他“發現黑洞的形成是廣義相對論的重要預言”，獲得了今年1/2的物理學獎。遺憾的是，和他一起從事相關研究的著名物理學家斯蒂芬·霍金已經去世，錯過了這個殊榮。

另外1/2的物理學獎，被萊因哈德·根澤爾和安德里亞·格茲平分，這是為了獎勵他們在銀河系中心發現了一個致密天體，也就是我們所說的超大質量黑洞人馬座A*。

原初黑洞的秘密

既然提到了霍金，就不得不說到他在黑洞領域的另一個預言，那就是原初黑洞?；艚鹪浿赋觯谟钪娲蟊ǔ跗?，由于當時宇宙的壓力和溫度極其恐怖，因此足以使一些物質被擠壓成非常小的黑洞。這種黑洞可能達到10億噸，半徑和質子、中子差不多大，這就是所謂的原初黑洞。

理論上來說，原初黑洞會在霍金輻射的原理下迅速蒸發，但也有人認為今天的宇宙中仍然遍布著原初黑洞，而它們就是我們所認為的暗物質。這種理論看似有點道理，但是證據非常有限，科學家們將在未來幾年深入觀測，最終證實或證偽這個理論，但原初黑洞本身的理論仍然廣為接受。

超大尺寸黑洞

看過了最小的黑洞，再看看最大的黑洞。迄今為止，人類發現的最巨大黑洞名為TON 618，質量是太陽的660億倍左右。但是在2020年9月，有科學家提出了宇宙中可能有一種超大尺寸黑洞（Super-duper-size black hole），其中甚至可能有達到10000億倍太陽質量的個體，這個質量甚至堪比一個星系！

研究人員認為，這種黑洞屬于另一種原初黑洞，也是形成于宇宙大爆炸時期。如果我們想找到這種黑洞，可以嘗試觀測宇宙微波背景輻射的引力透鏡效應，通過光線的偏折程度發現這種恐怖的天體。

最激烈的黑洞相撞

除了兩種極端質量的黑洞之外，科學家們已經發現的黑洞分為兩類，一類是質量小于太陽100倍的恒星級黑洞，另一類是質量大于太陽100萬倍的超大質量黑洞。從理論上來講，宇宙中勢必存在一種介于二者之間的中等質量黑洞，但是科學家們多年以來從未發現過這種天體，這也成了黑洞研究的一個未解之謎。

就在2020年，科學家們利用引力波探測到了一個85倍太陽質量的黑洞和一個66倍太陽質量的黑洞發生碰撞，形成了一個質量約為太陽142倍的黑洞，而這個質量使其成為了完美的中等質量黑洞，填補了人類對這種黑洞探測的空白。不過，這仍然只是個例，目前關于超大質量黑洞的形成原因和過程，仍然是個謎。

最碾壓的黑洞碰撞

上面提到的雙黑洞雖然質量都很巨大，但是彼此之間差距并不明顯。在2020年4月，科學家還發現了迄今為止質量差別最大的一組雙黑洞并合。在大約24億光年之外，有一對質量分別達到太陽30倍和8倍的黑洞發生碰撞。

不僅如此，這次碰撞中產生的詭異現象，甚至使得科學家猜測這個過程極為復雜，可能是某兩個黑洞碰撞后拋射出大量的物質，又與另外一個黑洞并合。不過，這還有待于科學家進一步的研究。

恒星被黑洞撕扯成面條

科學家知道黑洞周圍引力極其恐怖，以至于任何靠近它的物體都會遭受到難以想象的潮汐力。但是，當他們看到名為AT 2019qiz的黑洞吞并恒星事件時，還是被深深地震撼到了。

在這次事件中，一顆恒星不小心闖入了黑洞的引力范圍，在黑洞恐怖的潮汐力作用下被撕扯成面條的形狀，這種現象被稱為潮汐破壞事件。這是科學家們第一次仔細地觀測到這種恐怖的宇宙事件，對于我們了解極端環境中的引力效應有極大的幫助。

迄今為止最近的黑洞

我們平時說到的黑洞，動輒就在幾千、幾萬光年以外，甚至超大質量黑洞普遍在幾十億、一百億光年以外，似乎黑洞都離我們非常遙遠。不過，科學家在2020年5月發現了迄今為止最近的黑洞。這個黑洞位于一個名為HR 6819的系統中，與系統中其他兩顆恒星組成了三體系統。

據觀測，這個三體系統距離我們只有1120光年，這使得這個黑洞將人類已知最近黑洞和地球的距離紀錄縮短了2/3。不過，就在2020年10月，又有科學家提出了非議，認為這里并沒有黑洞，目前科學家還沒有得出最后的結論。

裸露的黑洞

我們知道，黑洞的引力能夠連光都吞噬，但是這也要看光和奇點之間的距離，這取決于黑洞質量的大小。質量越大的黑洞能夠吞噬越遠的光，所有光都必然被吞噬的范圍就被稱為黑洞的事件視界。

不過，科學家們也一直在思考：所有黑洞都必須要有事件視界嗎？是否有些黑洞只有裸露的奇點、附近空間的光線都有機會逃脫呢？雖然很多科學家不承認裸奇點的存在，但也沒有辦法通過觀測來否認這個理論。11月，有科學家提出，通過黑洞的吸積盤和塵埃暈，或許可以驗證一個黑洞有沒有事件視界，這在未來可以幫助科學家驗證裸奇點理論的真偽。

黑洞其實是“黑球”？

我們知道，黑洞的本質其實就是一個將所有質量集中在一個幾何點的奇點，它擁有無限大的密度和時空曲率。這個想法雖然由廣義相對論得來，但很多人還是感到匪夷所思不愿承認。

10月份的時候，有科學家從弦理論的角度來解釋黑洞這種天體，認為黑洞只是由大量的弦壓縮在一起形成的模糊的球狀天體。這個理論有一定的依據，但是不論是這個猜想還是弦理論本身，證明的難度都極大，因此現在下結論還為時過早。

豐富的黑洞數據

實際上，能夠獲得如此之多的黑洞數據本身就是一個好消息。10月份的時候，當今世界最先進的引力波探測實驗LIOG和Virgo發布了從2019年4月到9月的目錄，其中一共包含了數十種引力波信號，比如剛才提到的兩次雙黑洞并合事件。

隨著科技的發展，科學家們勢必還會建設更多引力波探測設備和射電望遠鏡，這對于黑洞的研究來說也將是更好的消息。我們相信，人類的黑洞研究將會發展得越來越快，在更加了解這種宇宙極端天體的同時，人類也將掌握極端條件下的物理定律，這對于我們了解這個宇宙，將會至關重要。