提及黑洞这种天体，不知道大家的第一印象会是什么？对于不同的人而言，危险、神秘、恐怖等等，各自的选项一定会有所不同。然而很少有人知道，如果不是爱因斯坦的话，我们人类想要发现黑洞，或许还要再晚上50年左右的时间。

更重要的是，黑洞并非“名副其实”。科学家们经过研究发现，黑洞的周围其实是红色的，唯有中心呈现黑色。

黑洞模拟生成图

对此，人们不禁提出疑问，什么是黑洞？为什么黑洞是红的？为什么说爱因斯坦又对了？如果答案是黑洞背后的超算，那么超算是什么？接下来不妨让我们一同去看看，关于黑洞的相关奥秘。

什么是黑洞？

黑洞，最早出现在现代广义相对论中，是爱因斯坦提出的一种存在于宇宙空间内的天体。

爱因斯坦曾提出过黑洞的概念

尽管在那个时候，以爱因斯坦为首的科学家们并没有办法直接观测到黑洞的存在，但他们仍然坚定地相信，宇宙中一定会有这个天体，并且拥有超乎想象的引力。

在它的引力作用下，使得整个视界（一个事件刚好能够被观察到的时空界面）内的逃逸速度大于光速。正因如此，黑洞也被称之为是时空曲率大到连光都无法从中逃离的一种天体。

黑洞的时空曲率非常大

那么黑洞是如何形成的呢？在现代天文学界的主流认知之中，黑洞就是中心有一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小、热量无限大的奇点以及周围无比空旷的区域组成的一个天区。

在这个天区之中，因为光被吸收，所以任何事物都无法被看见。

黑洞连光都能吸收

而它之所以形成，主要原因就在于某一颗恒星在灭亡之后，其核心在自身的重力作用下以极快的速度收缩、坍塌，并最终发生强力爆炸。

在这之后，如果天体朝着中子星的方向演变，那么整个天体核心中的所有物质在变为中子星以后就会立即停止，并成为一个密实的天体，隔绝一切空间和时间。

黑洞可以隔绝一切空间和时间

可如果是朝着黑洞的情况发展，那么即便变成了中子状态，中子自身的排斥力也无法阻挡天体收缩。最终，整个恒星转变为一个密度高到难以想象的起点，并产生超强的引力。这样一来，任何靠近这个奇点的物质都会被吸收进去，黑洞也就自然而然地形成了。

为什么黑洞是红的？

那么黑洞为什么是红色的呢？关于这个问题，还要从我们对于黑洞的认知开始说起。

黑洞的红色并非黑洞本身的颜色

从前文可知，黑洞是大质量恒星在晚期坍缩形成的致密天体，因为没有任何物体包括光子从黑洞之中逃脱出来，所以才被赋予了黑洞这个名称。

就人类以往观测的图像来看，由于黑洞强大的引力，导致一定范围内的光线都无法逃脱，所以我们人类能够观测到的黑洞，其实都仅仅只是黑洞阴影而已。在这个阴影之中，所有光线不能逃脱的临界范围便是黑洞的半径，也就是黑洞的“视界面”。

黑洞可以吞噬很多东西

而在视界面之外的物质，围绕黑洞转圈形成明亮的一部分，其实就可以被理解为光线在被黑洞吸收之前，留给这个世界的最后一丝证明。因为宇宙之中的光被源源不断的吸收进入黑洞，所以这部分明亮的光线也就会一直源源不断的存在。

也正因如此，从地球上观测黑洞的话，其实就和我们曾经见到过的日全食景象比较类似。

黑洞有点像日全食

在这之后，科学家们通过黑洞对天体的吸收方式研究以后发现，其实整个吸收过程并不是瞬间完成，而是从天体外部开始，一点一点的将天体所有物质全部吸收。

如果吸收的是行星、卫星这类自身不发光的天体，人类根本无法观测到任何迹象。可如果是吸收恒星的话，因为恒星表面的主要成分是氢，并且正在发生核聚变，所以在被吸收的时候就会形成吸积气体流，而这个圆盘景象，也就被称之为吸积盘。

黑洞吸积盘示意图

至此，科学家们给出解释，黑洞之所以会对外表现为红色，其实主要原因就在于宇宙之中的绝大多数恒星都是红色的火星。而吸积盘又是由恒星的一部分组成，所以黑洞周围的吸积盘也会随着恒星一样，对外表现出红色的基本性质。

需要注意的是，这里的红色，并非是黑洞本身的颜色，而是吸积盘的颜色。只不过在现有的科学技术条件下，我们能够对黑洞进行的最大程度观测，也仅仅只是最外围的吸积盘颜色，所以才会有黑洞呈现红色的说法。而当我们发现吸积盘呈现红色的时候，也大概率说明黑洞正在吸收某一个恒星。

红色是黑洞吸积盘的颜色

爱因斯坦为什么又对了？

既然如此，这和爱因斯坦有什么关系呢？为什么说爱因斯坦又对了？原因其实很简单，那就是在人类还没有发现并确定黑洞存在的时候，爱因斯坦就已经提出了这种天体的存在。

而从另一个角度来看，如果不是爱因斯坦提出这种天体存在的“猜想”，或许后续的天文学家们也同样不会朝着这方面进行思考。因此，在最终证明出黑洞确实存在，并且还是宇宙之中最神秘的一种天体时，人们不禁感慨，爱因斯坦又对了。

爱因斯坦提出了很多超前的设想

事实上，早在1915年的时候，爱因斯坦就在广义相对论中提出了黑洞的猜想。尽管普通人难以理解它的理论依据究竟是什么，但这个猜想依然就这样“毫不讲理”地出现在了人类世界。

更重要的是，虽然1916年时，德国天文学家卡尔·史瓦西就利用方程求得了一个解，证明了在半径小于一个定值以后，天体周围就会存在视界的理论，但后续的科学家们在很长一段时间里面，都依旧没能找到实物能够与之配对。

德国天文学家卡尔·史瓦西正在计算公式

而即便在1970年的时候，人们就已经发现了黑洞的踪迹，可科学家们依旧不敢确定，这个天体究竟是否存在。好在随着时间的推移，人类天文学发展越发完善以后，黑洞这一天体概念才逐渐被越来越多的人接受。

而等到2019年4月10日，人类历史上第一张黑洞照片问世之后，全世界的天文爱好者更是为之震惊。谁也无法想象，一百多年前的爱因斯坦，竟然能够计算出黑洞的存在，并且成功证明即使在极端条件下，广义相对论依旧成立。

人类拍摄到的黑洞照片

黑洞背后的超算是什么？

了解上述几方面的问题以后，我们不妨思考，黑洞背后的超算，究竟是什么？又为什么说它是关于黑洞的答案？事实上，超算其实就是在观测黑洞的道路上，最精确的末期合成计算机模型。

而想要建立这样的一个模型，哪怕只是在短短几秒钟的时间里面，也需要超级计算机花费将近20000个小时的计算时间。在这之中，哪怕只是一个极其微小的误差，也很有可能导致前功尽弃。也正因如此，科学家们才会回答，在观测黑洞的道路上，正是由超算给出的答案。

黑洞的观测与其背后的超算有莫大联系

值得一提的是，就人类超级计算机的发展来看，现如今超级计算机已经不仅仅只是模拟计算与黑洞相关的信息，即便是更加复杂的天体系统或者恒星系统，超算同样可以给出相应的答案。而有了超算的帮助以后，人类未来观测宇宙也会变得更加方便高效。

自从伽利略于1609年第一次发明出天文望远镜以后，人类便从对宇宙的想象开始转变为对宇宙的观测。

伽利略发明了天文望远镜

而到了现在，当超算出现以后，我们再次从观测转变为“想象”。只不过这一次的想象，人类有理有据。