在上世纪中期前后，黑洞只是理论存在的物体，只是爱因斯坦广义相对论中预测的一种物体，是否真的存在很长时间里都是未知数。但这个未知的物体令很多天文学家为之废寝忘食地研究，都在试图找出证明黑洞存在的证据。那你知道人类史上发现的第一个黑洞是哪个吗？天鹅座 X-1（Cygnus X-1）。

　　据最新发表于《科学》杂志的一项研究指出，天文学家重新审视了有史以来发现的第一个黑洞，发现天鹅座 X-1的实际大小比过去预测的还要大1.5倍左右。黑洞这是长大了吗？还是它本身就这么大？

　　而关于这个黑洞，学界还有一个故事——黑洞赌注。

　　著名的黑洞赌注！

　　1974年，霍金（Stephen Hawking）和物理学家基普·索恩（Kip Thorne）打赌，内容是到底天鹅座X-1到底是不是黑洞？霍金选择不是，而索恩则选择是。如果谁输了，谁就要给对方订一年的杂志。

　　而这个赌注的结果到1990年才出现。霍金承认他输了，他给索恩订了一年份的一份名叫《阁楼》杂志。就当时而言，霍金和索恩都是研究黑洞的权威，为何霍金会选择认为天鹅座 X-1 不是黑洞呢？后来霍金解释表示，他希望黑洞确实存在，但倘若黑洞不存在，他至少还有一些杂志可以看。ps：索恩因重力波在2017年获得了诺贝尔物理奖。

　　天鹅座X-1比过去估计还要大！

　　天鹅座 X-1是在1964年在银河系天鹅座发现的一个神秘天体，会发出 X 射线。其名字中的“X-1”指的是最早发现的X射线源之一。在确定它是一个黑洞后，当时天文学家估算了它的距离和质量，距离地球6070光年左右，质量大约是太阳的14.8倍。而且它还有一个伴星叫“ HD 226868”的蓝超巨星（BSGs），质量约为太阳的24倍。

　　不过最近一个国际天文学家团队使用了超长基线阵列（Very Long Baseline Array，缩写为VLBA）重新观察天鹅座 X-1，在持续6天时间里（这是黑洞及其伴星相互绕圈运行一次的时间），发现黑洞在运行时出现了微微晃动。在详细分析后，团队得出结论：天鹅座X-1比我们想象的要远得多，也意味着黑洞本身明显更大。

　　因此计算结果表明，天鹅座 X-1距离地球约7200光年，质量约太阳21倍，比以前所估算的还要大1.5倍；而它的伴星‘HDE 226868’的质量也修正为40.6个太阳质量。

　　黑洞的质量是如何算出来的？

　　要想给黑洞称重，首先我们要知道黑洞距离地球有多远。随着地球绕太阳运动，我们会从不同的角度看到天鹅座X-1。然后我们会发现它似乎在静止的背景物体上来回很小地移动，这种效果我们称为“视差”。这个微小的运动量使我们能够计算出我们与天鹅座X-1之间的距离。但是，为了进行精确的测量，团队还必须考虑黑洞围绕其伴星的轨道运动。

　　随后团队借助了VLBA绘制了黑洞的轨道，其位置精度相当于将月球上的物体定位在十厘米以内。通过使用距天鹅座X-1的距离以及恒星的亮度和温度，最后计算了恒星的大小。有了这些知识以及恒星绕黑洞运动时所测得的运动，我们就可以确定黑洞的质量。最后科学家算出了天鹅座 X-1的质量是太阳的21倍。

　　为什么要关心黑洞的质量？

　　一般来说，大质量恒星在直接塌缩成黑洞之前，表面的恒星风会吹走大部分物质。通常恒星越大越发光，恒星风越强，其质量损失速度就越快。宇宙中有些恒星每天会损失相当于一个地球（或更多）质量的气体，如果恒星中有大量重元素，尤其是铁，则质量损失会更快。

　　但无论恒星的初始质量是多少，大质量恒星应该都缩小到15个太阳质量，然后坍塌成黑洞。不过天鹅座 X-1新测出的质量挑战了这个说法，实际上挑战了天文学家对黑洞形成的看法。

　　团队中来自澳大利亚墨尔本蒙纳士大学的天体物理学家曼德尔（Ilya Mandel）教授表示：“有时候，恒星诞生时的质量很高，有观察到恒星诞生时的质量超过了100个太阳质量。不过大质量恒星坍塌成黑洞前，恒星风减轻了大部分重量。恒星越大，其所包含的元素越重，恒星风越强。因此在银河系的重元素丰富的星系中，无论初始质量如何，大恒星都应缩小到约15个太阳质量，然后坍缩成黑洞。”

　　“但新发现告诉我们，天鹅座X-1生前的恒星质量大约是太阳质量的60倍，并在几万年前坍塌成黑洞。这表明一个恒星黑洞要长这么大，它在坍塌成黑洞前损失的质量速度，没有学界所认为的那么快。”

　　另外团队还发现，天鹅座 X-1的旋转速度非常快，接近光速，比迄今为止发现的任何其他黑洞都要快，原因尚未得知。而且根据团队的预测，天鹅座 X-1的伴星‘HDE 226868’有一天也会变成一个黑洞，与天鹅座 X-1 形成双黑洞系统。但就两者的距离来看，这两颗黑洞不会合并，至少在百亿年时间里不会合并。

　　该研究论文已发表在《科学》（Science）期刊上。