据《人民日报》2月22日报道，2月19日，中外科学家联合发布了对天鹅座X1的最新精确测量结果，这是人类发现的首个恒星级黑洞。此系统包含了一个21倍太阳质量的黑洞，自转速度接近光速。这是迄今为止人类发现并确认的唯一一个黑洞质量超过20倍太阳质量且自转如此之快的X射线双星系统，该发现有助于进一步了解黑洞周围的时空特性及其演化史。

北京时间2月19日凌晨，国际学术期刊《科学》杂志和《天体物理学报》的3篇文章联合发布了对历史上发现的第一个恒星级黑洞——天鹅座X1的最新精确测量结果。

来自澳大利亚、美国和中国的3个科研团队分别独立对黑洞的距离、质量、自旋及其演化作了最为精确的测量和限制，发现此系统包含了一个21倍太阳质量的黑洞，并且其自转速度接近光速。

这是迄今为止人类发现并确认的唯一一个黑洞质量超过20倍太阳质量且自转如此之快的X射线双星系统。其中，中国科学院国家天文台研究员苟利军及学生赵雪杉、郑雪莹为《科学》杂志论文的合作者，并作为第一作者及通讯作者在《天体物理学报》发表关于黑洞自转精确测量的文章。

天鹅座X1系统想象图。（资料图片）

目标：瞄准人类历史上发现的首个恒星级黑洞

黑洞一直是宇宙中最神秘的谜团之一。

一些大质量恒星在核聚变反应燃料耗尽时，内核会急剧坍缩，当其质量大于约3倍太阳质量时，便会坍缩为一个奇点，成为黑洞。由于其密度极高、引力超强，即便是光也无法从它身边逃离。

根据质量的不同，黑洞大致分为恒星级黑洞（100倍太阳质量以下）、中等质量黑洞（100—10万倍太阳质量）和超大质量黑洞（10万倍太阳质量以上）。恒星级黑洞由大质量恒星死亡而形成，在宇宙中广泛存在。

作为人类历史上发现的第一个黑洞候选体，天鹅座X1是一个X射线双星系统，除了包含能够产生X射线源的致密星之外，还包含一个蓝巨星。1964年，这个系统被美国探空火箭首次发现，此后，其中致密天体究竟是黑洞还是中子星的问题一直是高能天体物理研究领域的热点。

上世纪70年代，物理学家索恩和霍金曾为此问题争论。直到90年代，越来越多的观测证据表明这个系统中心应该是黑洞，但对于系统的性质一直缺乏精确的测量。

2011年，苟利军及其合作者把测量的目标对准了这颗黑洞。“一方面因为它是人类历史上发现的第一个恒星级黑洞，最为知名；另外一方面是它距离我们相对比较近，可以利用现有的望远镜做到精确观测。”苟利军说。

方法：通过测量质量和自转速度来描述黑洞性质

质量、自转速度和电荷是描述黑洞的最基本参数。黑洞周围有很多带电粒子，假如黑洞带电，很容易吸附周围其他的异性电荷，最终达到电平衡。所以，只需要知道质量和自转速度这两个参数，就可以完整描述黑洞，从而将不同的黑洞区分开来。

那么，黑洞如此巨大，用什么方法测量它的质量呢？

苟利军介绍，这种方法在天文学当中被称为动力学方法。“这个名词听起来很陌生，其实原理挺简单，就是通过围绕黑洞转动的恒星的速度和轨道半径来计算，然后利用开普勒定律来计算。”苟利军说，“跟高中物理中测量太阳质量和地球质量的方法，原理上都是一样的。当然在具体的观测和之后的数据拟合还是比较复杂。”

相比黑洞的质量测量，其自转速度的测量难度大很多。

黑洞质量的测量依靠双星系统中伴星的运动，通常彼此相隔几百万千米，对于目前的天文学测量精度而言，在一定距离范围内是可以测量到的。然而，自转仅仅影响靠近黑洞视界面大约几百公里的范围，这对于人类目前的测量水平来说，尺度太小、难度太大，只能够通过间接的方式测量。

“虽然我们现在有了性能强大的望远镜，能够观测到很微弱的宇宙信号，但是这些微弱信号的来源解释具有极大的难度。”苟利军说：“比如，观测到的信号是否都来自于所期待的源，是否存在之前没有留意的因素影响探测到的信号。”

意义：帮助了解黑洞周围的时空特性及其演化史

黑洞测量难度之大，导致苟利军团队的测量过程一波三折。

2011年，苟利军和合作者对这颗黑洞的性质首次进行精确测量尝试，当时得出的结果是：这个黑洞系统与地球的距离为6067光年，质量为14.8倍的太阳质量，并且发现黑洞的视界面在以72%的光速转动。但两年后，欧洲航空局的盖亚卫星发射升空，测量出的天鹅座X1的距离要更远一些，大约为7100光年。

两次结果差异较大。随后，来自澳大利亚的团队对天鹅座X1的距离再次进行测量和确认。结合之前的数据，得出天鹅座X1黑洞的最新距离为7240光年，与盖亚卫星给出的距离几乎一致。

为何会出现这样的偏差？苟利军说：“之前在拟合其距离过程中，我们有一些因素没有考虑，比如喷流产生的效应最后导致的误差。考虑了这些误差效应之后，我们最终得到了跟盖亚卫星一致的结果。”

在此基础之上，合作团队重新分析光学数据，发现黑洞质量增加了50%，增加到了21倍的太阳质量，这是X射线双星系统中目前唯一一个主星质量超过20倍太阳质量的黑洞X射线双星系统。同时，也发现此次测量的黑洞转动更加极端，黑洞视界面正在以至少95%的光速自转，基本接近光速，这也是目前已知的唯一一个如此高速转动的黑洞系统。

苟利军认为，知道黑洞的质量和自转速度有助于进一步了解它周围的时空特性以及黑洞的演化史。“这次我们对天鹅座X1基本参数做了精确测量，之后就可以深入研究这个黑洞的其他性质了。此外，我们还有能力对恒星的演化作出精确限制，还可以与其他黑洞系统做比较，比如引力波发现的黑洞自转很多没有转动或者转动很小，这很可能说明引力波所发现的黑洞经历了不一样的演化过程，这也是未来需要深入研究的一个课题。”

苟利军表示，黑洞性质的精细研究一直是团队的重点研究课题。“在目前确认的20多个黑洞系统中，我们已经对其中10多个黑洞系统作了完整测量，但是一些系统的测量精度还不是很高，我们在未来也希望借助多波段的手段对于其中的一些作出更精确的测量。”

五，一切有为法皆是虚妄，如梦幻泡影
她轻蔑一笑，仿佛连反驳都不屑一顾：“在佛教中有三世佛，你可知道？”

我：“知道，过去、现在、未来三世。过去佛是燃灯古佛，现在佛是释迦牟尼，未来佛是弥勒佛。”

她点头：“很好，看来你对佛教还真是研究过一些。未来佛弥勒曾随释迦摩尼出家，后来在释迦入灭前先行去世。据佛典记载，弥勒离开人间后，将上升到兜率天，直到五十六亿六千万年后才会重新降生于人间，成为佛祖，普度众生。这个你可知道？”
我：“对。所以弥勒才会被称作未来佛。”

她狡黠一笑：“既然如此，我有一个问题要问你。五十六亿六千万年，从来没有哪一个物种能持续存在这么长的时间。到时候人类也许早就灭绝了，他下来还普度谁去？”

我思索了一下：“这个……应该是佛教理论里的一个纰漏。”

她又是不屑一笑：“释迦入灭后，在世间留下了如此多的蛛丝马迹，可惜人类还是没能领悟佛祖的良苦用心。罢了——”她摇了摇头，又忽然道：“我需要一张黑纸，一支荧光笔。”

我从外面拿了纸笔给她，她接过来放在桌子上，却又问道：“知不知道释迦佛说过，一粒沙中，就有三千世界？”

我：“这只是宗教理论里的一种比喻而已。”

她摇摇头：“不只是比喻而已哦。”

崔迪拿起那支荧光笔，在黑纸上点来点去，画了很多密密麻麻的小亮点，杂乱中还具有某种规律性的排列。然后拿起黑纸向后退了一步让我看：“看，像什么？”

那些荧光的小亮点在黑色的背景上产生了奇异的效果，仿佛镶嵌在无限深邃黑暗里的星星。我说：“像……宇宙？”

“呵呵。”她满意地笑了起来，重新坐回去，拿手转着笔说：“好，我们现在假设这只是宇宙的一部分，银河系。那么，我从这里找出一个亮点——”她用笔黑在纸上标示了一下，“假设放大以后看，有没有可能会是太阳系？”

我点点头：“有可能。”

她用笔指着那个点：“假设这里是太阳系，再把它放大，找到了地球。然后再放大，看到了中国，然后再放大，看到了我们现在的这间屋子，然后再放大，看到一个人，就是你，有可能吧？”

我继续点点头：“对，有可能。”

她：“好，找到了你，然后再放大，看到了你的一根头发，再放大，看到了组成你头发的一个分子，再放大，看到了组成这个分子的原子，再放大，看到了组成原子的质子，质子已经很小了，只有原子的十万分之一。然后再放大，看到了组成质子的一枚夸克，然后再放大……知道我们还能看到什么吗？”

崔迪把那张点满了荧光亮点的黑纸往我面前一推：“我们又看到了这个。”

我失声叫道：“宇宙？”

“对，宇宙。”她盯着我说：“我们又在你的头发上，看到了另外一个微缩的宇宙。”

一股说不出来的感觉像电流一样蔓延过我的整个身体，不是惊讶，不是愤怒，不是伤心，也不是沮丧……我说不出来，这种感觉让我后背的汗毛在一瞬间全都竖了起来。
“哈哈哈……”看到我呆滞的表情，崔迪竟然抑制不住地狂笑起来，一边笑一边喘着气：“厉害……厉害吧！强大的程序，它创造了无数个世界，却只使用了一个同样的循环模式！天才，真是天才……”

“不，不……”我喃喃地说，“这只是你自己的想象而已……”

“不好意思，这还真不是我自己的想象，现实情况确实是这样的。”她摊开双手说，“这已经是被科学界证实了的现象。”

我强迫自己镇定下来，皱起眉头，这样就不会露出其他什么表情。我点上了第二根烟，深深地吸了一口，说：“言归正传，这跟你说的未来佛降生，又有什么关系？”

她：“不是很奇怪吗？如果我们剪头发，修指甲，洗手，甚至是吃一口苹果，都在无形中破坏了无数个世界。既然如此的短暂，那这些世界的存在还有什么意义？”

我还没想好怎么回答，她接着说道：“其实完全不是这样的，所谓的短暂，只是人类自以为是的想法而已。微观的世界是属于上帝的，你们应该知道这句著名的科学断言。在那些人类无法探究的细微世界里，蜷缩着不同维度的空间——就是这样，时间的流逝具有相对性，在不同的空间里探讨时间的进度是没有意义的。你去洗了一下手，洗掉了一个灰尘，以为只过了三秒钟，而对于灰尘里面的某个世界来说，却已经进化了十几亿年。”

我忽然有些明白她要说什么了。

她看着我，深吸了一口气：“未来佛住在兜率天。那是一个花开的世界，无比美妙，无比和谐，也许光速接近于无限，也许个体的思维更加清晰而完善，也许意识可以与意识直接交流而再无语言的隔阂，也许星体庞大而重力系数小得可怜所以他们都像羽毛一样飘浮在空中……但不管如何，兜率天跟地球本质上是一样的，它可能是我们世界的一粒沙，我们的世界也可能只是兜率天世界的一粒沙，但我觉得它们来自于微观世界的可能性更大一些——所以，他们与我们世界的时间流逝速度不同。那么，”她停顿了一下，意味深长地说，“关于未来佛的降生时间只有一个解释：所谓的五十六亿六千万年，是指他们世界的时间，而不是我们世界的时间。”

她恢弘的语言让人有些眩晕，但这或许会是找寻到她言语漏洞的一个契机，我问道：“如果换成我们世界的时间的话，会是多少？”

“谁知道呢。”崔迪耸了耸肩，“也许几十年，也许几百年，也许几千年。也许……永远不会来了。他降生与否，完全要看人类自己的表现。”