最适合儿童的干货｜当黑洞刷屏朋友圈，你应该给孩子讲什么？

你好！黑洞！
初次见面，未来请多指教！

black holes
黑洞来了
宝贝们，你们看到黑洞照片了吗？
2019年4月10日21点，赛先生小学员中有一部分狂热的天文爱好者准时准点的在电脑前观看了这一激动人心的时刻！
在此之前，就已经有好多小朋友给我PO出了超多关于黑洞的问题，简直是脑洞大开！
“黑洞里有没有黑咒魔王？”
黑洞自己就是一个可怕的黑咒魔王，这一点赛先生待会会告诉你们为什么。
“我要是到了黑洞里面，会变成什么样子？”
你要是到了黑洞，应该会被黑洞无限制的拉长吧，就像兰州拉面一样，但是连光都能被黑洞吸收，也有可能人一旦进去就被撕成粉碎。

“新闻发布会里那个科学家说银河系也有黑洞，
我们地球也会被黑洞吸走么？”
一切皆有可能。
……

好了好了，宝贝们，你们的“为什么”宝盒一旦打开，就能飞出比宇宙中星球数量还要多的问题，现在呢，赛先生就为你们讲讲，你们好奇的黑洞究竟是什么？
黑洞
是个洞？！
浩瀚的宇宙中，充满了大大小小、形状各异的银河。
每一个银河都是由好几亿颗不同的恒星组成的星球集团。
黑洞的过去就是一颗燃烧的恒星。
又大又壮美，
因为不是每一颗恒星都会变成黑洞，
这颗恒星的质量至少超过3-4个太阳。
人类想象图

小于0.4个太阳质量的恒星，耗尽核心的氢之后，不会产生变化最后变成红矮星。
0.4-3.4个太阳质量的恒星，当核心氢耗尽之后坍缩，内核会形成小而密的白矮星。
超过3.4倍的太阳质量的恒星，最后会爆炸产生超新星。

浩瀚的宇宙中，充满了大大小小、形状各异的银河。
每一个银河都是由好几亿颗不同的恒星组成的星球集团。
黑洞的过去就是一颗燃烧的恒星。
又大又壮美，
因为不是每一颗恒星都会变成黑洞，
这颗恒星的质量至少超过3-4个太阳。

这个神秘莫测的星体不闪耀也不温敦，
它隐藏在宇宙的深处，
装成一团让人捉摸不透的漩涡，
它本身不会放出任何光线。
它就是一个宇宙中站在食物链顶尖的吃货，
不停的吞噬周围的物质，
对食物毫不挑剔，从星体到光子，
一切都不放过 。
当它“打嗝”时，某个无辜的天体就被“吞噬”；
当它“进食”时，仅有高速等离子喷流从嘴唇边逃逸而出。
它吃的越多，质量就越大，脾气就越来越暴躁。

但是有时候也有意外，
小朋友问为什么《星际穿越》这部电影中，
人进入黑洞之后也是安然无恙的啊，
应该早就被黑洞这个大魔王撒成碎片，
其实吧，有的时候，黑洞也有温存的一面，

▲银河系银盘示意图（来源：中科院国家天文台）
在地球25000光年外，
就静卧着一个直径长达2400万公里的巨型黑洞。

银河系某处

▲我们此前对于黑洞的认知都是基于理论而进行的合理推论，图为《星际穿越》里的「卡冈图雅」黑洞
但是它却静默的在那里思考，
当然，它也有可能超凶哒，
这一切都是未知，只能等待你们长大了，去探索未知。
我
看到你了！
这个恐怖的神秘星体，一直就像无底洞一样，
让我们无端的揣测。
我们要借助专注于X射线和伽马射线的望远镜，
才能从侧面观测到它的存在。
而这一次，
我们终于利用“事件视界望远镜”看到了它真实的模样。

1783年。英国科学家约翰·米歇尔提出，可能存在引力强大到连光线也无法逃离的“暗星”。
1915年，爱因斯坦提出的广义相对论，“预见”了黑洞的存在，不过他当时也不相信黑洞的真实。
上世纪60年代，美国科学家约翰·惠勒首次将这种不可思议的天体，命名为“黑洞”。
北京时间2019年4月10日晚21点整，太空迷们翘首以盼的人类首张黑洞照片，在全球六地同步发布。黑洞，终于揭开了它的神秘面纱。

我们曾经幻想的是这样：

▲之前对人马座 A 进行的观测成像，图自：NASA
本尊长这样：

M87

像不像？这就是爱因斯坦爷爷为我们埋下的彩蛋。

“事件视界望远镜”是分布在全球的八个观测站组成的网络。这是室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞。该黑洞距离地球5500万光年，质量为太阳的65亿倍。

“事件视界望远镜”中的南极望远镜。
生成黑洞图片的流程。图源：美国国家科学基金会

而这张照片，单单是冲洗就用了整整两年时间，但人类对它的期待，早已超越了百年。孩子们，你们何其幸运成为了见证首张黑洞照片诞生的第一批人类！

▲黑洞的结构示意图

▲黑洞吸积盘，图源：Science Daily
1、黑洞其实并不黑
2、黑洞可以是透明的
3、黑洞自身有旋转,也有非旋转
4、黑洞的毁灭是爆炸
5、证实了爱因斯坦相对论
黑洞里
有什么？

被它吞噬的那些物质真的完全消失了吗？
还是如一些人的猜测去了另外一处空间。
伟大的物理学家霍金就对黑洞有非常深的研究，
他提出了一个名为霍金辐射的黑洞理论，
这是对黑洞的一个完全新的理解和观点。

▲黑洞周围的时空扭曲示意
是否真的可以穿越，还需要科学家去不断探索和研究，
相信在未来，人类一定有办法可以探测到黑洞内部的情况，
如果确定它就是虫洞，那人类真正的宇宙大探索，
大开发可能就要开始了，
赛先生期待这一天的到来，期待你们来实现！
纪录片
霍金告诉你的黑洞小幽默
黑洞，终究是个晦涩深奥的科学问题，
宝贝们看完这些还是一知半解，
那赛先生就为学员们推荐一部关于宇宙探索的纪录片，
《Into The Universe with Stephen Hawking》
（与霍金一起了解宇宙）

这是由伟大的科学家霍金和Discovery共同录制。在这部纪录片里，就会把宇宙成因、太阳系都会讲一遍。
这部纪录片是由霍金参与策划和讲解的，霍金用最最浅显易懂的语言向孩子们讲述了他们最最关心的3个问题：
· 时间旅行
· 宇宙起源
· 外星人
首先它介绍了包括时间在内的四维空间。然后讲如果要穿梭的话需要有大量的能量产生隧道用来穿梭，而这个隧道就是虫洞。如果人类用虫洞去穿越时空会产生什么问题？紧接着讲什么是黑洞，以及黑洞存在的意义 …

你看，它的讲述就特别有层次，一环套一环，层层递进，就像有一根绳子一样牵着孩子不断探索未知的世界。

在讲述单个知识点的时候，它并不直接抛出这个知识点，而是会引发孩子的思索。
地球真的会消亡吗？
霍金说：太阳最终会像过往其它无数的太阳系一样走向终结。

不过绝对不像电视里的那么快，而是要等到50亿年后，太阳温度会升到2亿度，而那个时候地球会变成面目全非的炽热岩石，生命才会全部消亡！
如果地球消亡，我们将何去何从？
在这部纪录片里，霍金给出了不同的答案。
科学家们找到一颗叫做Gliese的类地球行星，大概是地球的7倍大，可以移民过去。不过要过去的话也会遇到和《流浪地球》同样的问题——距离，这就意味着移民需要长时间的漂泊！需要几百、几千代人的努力！

而且这部纪录片就像看Star Wars（星球大战）一样的激动和震撼！
霍金说：
“You are cordially invited to a reception for Time Travellers”
（我诚挚地邀请时间旅行者们）

你们也许就会成为宇宙的第一批时间旅行者。
▲《Into The Universe with Stephen Hawking》
未来
是你们的
每一维度的文明都在进化，进化到一定程度就会觉醒。
谁敢说科学已经能破解出宇宙和生命的奥秘？
不敢。
今天的科学只是认知世界的初级阶段，
比起几百年前科学证实地球是圆的，
是绕着太阳转的阶段，
只是进步了一点点而已。
孩子们，当你们眺望群星尽头，
就会想到这个世界，这个宇宙还有那么多未解之谜。

“真的有外星人吗？“
“宇宙之外还有一个宇宙吗？“
“还有能适合我们人类生存的星球吗？“
这一切，都等待着我们人类去探索去证实。

“来打破屏障，以触摸星辰，让未知变成已知”。
孩子们，你们何其幸运，站在巨人的肩膀上。

探索奥秘的征途，已有科学家们为我们拨开迷雾、指引前程，
期待你们，接过他们的接力棒，努力学习科学知识，
成为更强大的人！

▲图源：DeLuce Art
最后，向科学家们致敬！