对于黑洞来说，你看到的并不是你得到的。在黑洞轮廓周围可见的光环源自半径约为5GM/c2的位置，其中G是牛顿常数，M是黑洞质量，c是光速。这个光环比非自旋黑洞的事件视界大2.5倍，加上自旋后可达五倍。因此，为了保证广告的真实性，我必须告诉你，事件视界望远镜实际上并没有拍摄到星系M87中超大质量黑洞的事件视界，而是来自更远地方的光线。
对于遥远的观察者来说，光环和视界之间的差异是学术性的，但对于前往黑洞的宇航员来说，这种差异是生死攸关的。进入与视界相关的终极监狱意味着死刑，没有任何机会与外界分享这种体验。不到一天，宇航员的身体将到达奇点，并被引力潮汐力撕裂。
1939年，阿尔伯特·爱因斯坦在《数学年刊》上发表了一篇论文，怀疑自然界中是否存在黑洞。现在，黑洞很流行——以至于2020年诺贝尔物理学奖颁发给了三位研究它们的科学家。这让我有理由庆祝，因为我是哈佛黑洞倡议的创始主任，该倡议汇集了天文学家、物理学家、数学家和哲学家，他们都致力于研究黑洞。
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卡尔·史瓦西会很高兴加入我们的庆祝活动。不幸的是，他在第一次世界大战期间在德俄前线去世，当时距离他推导出爱因斯坦方程的非自旋黑洞解仅半年多。
2020年诺贝尔奖的获得者之一，罗杰·彭罗斯证明了黑洞是爱因斯坦广义相对论的可靠预测，并在这样做时发明了一种新的数学工具来描述时空，称为彭罗斯图。他还表明，可以通过所谓的彭罗斯过程，从一个旋转的黑洞中提取能量，就像它是一个飞轮一样。他的宇宙审查假设保护了我们对宇宙未来做出预测的能力，使其免受黑洞奇点病态的影响，在奇点处，时空曲率会增大，爱因斯坦的理论会崩溃。这个猜想断言所有奇点都隐藏在事件视界之后，因此接近它们的物质对视界之外发生的事情没有因果影响。正如他们所说的那样，关于拉斯维加斯，“视界内发生的事情，都会留在视界内。”
今年另外两位诺贝尔物理学奖获得者，莱因哈德·根泽尔和安德里亚·盖兹证明了一个质量为四百万个太阳的黑洞位于我们银河系的中心。半个多世纪前类星体的发现表明，超大质量黑洞通常形成于星系的中心。通过实时监测我们星系中心周围的巨大恒星的运动，就好像它们是绕恒星运行的行星一样，他们证明了那里存在一个黑洞。在他们工作之前，尚不清楚黑洞是否与静止的射电源人马座A*相关。
他们不仅测量了黑洞的质量，还检验了爱因斯坦的引力理论。他们发现的恒星在两个轨道平面上运动。在与贾科莫·弗拉吉奥内新发表的一篇论文中，我们表明黑洞的自旋必须很小，否则它会模糊恒星在其生命周期内的严格轨道平面。根泽尔和盖兹领导的团队展开了激烈的竞争，将他们的努力提升到了新的高度。这是一个极好的例子，说明了竞争如何促进良好的科学。
根泽尔和盖兹追踪的其中一颗恒星，标记为S2，每16年完成一次围绕银河系中心的轨道。我给天文学学生的建议是，将他们的博士项目重点放在像S2这样的源上，该源在十年或二十年的时间尺度上演化，以便他们可以在整个职业生涯中继续了解有关该源的新事物。
如果斯蒂芬·霍金还活着，他将是今年诺贝尔奖的有力竞争者，因为他的工作与彭罗斯在经典广义相对论方面的工作类似，只是增加了黑洞蒸发的量子力学方面。
黑洞既简单又复杂。它们用质量、电荷和自旋来描述，但正如雅各布·贝肯斯坦首先认识到的那样，它们携带巨大的熵。如果能实地考察最近的黑洞并近距离研究它，那就太好了。如果太阳系中有一个黑洞，那么在人的生命周期内完成这段旅程将是可行的。
尽管黑洞在独自存在时是最黑暗的物体，但当它们被一团物质包裹起来时，它们会呈现为最亮的光源，使它们成为万圣节的完美象征。来自超大质量黑洞的流出物塑造了整个星系的演化。这些野兽停止生长，仅仅是因为它们变得如此强大，以至于将它们的食物从餐桌上推开。
从黑洞中获得的远比人们根据它们的小尺寸所期望的多得多。难怪我们永远不会厌倦思考和谈论它们。