在宇宙的深处，星河闪烁，星云轻舞。黑洞以其强大的引力，悄然吞噬着周围的光线与物质。陨石如同宇宙的使者，穿越星际，坠落地球，带来太阳系形成初期的珍贵信息。当夜幕降临，我们仰望星空，不禁思考：系外行星是否存在生命？深空探测又能带给我们怎样的信息？这些问题在心中浮现，引领我们去探索宇宙的奥秘。
本期大讲堂的三位老师将引领我们深入探索宇宙的不同维度。苟利军从2020年诺贝尔物理学奖来讲述黑洞认识史及进展；罗文涛从近地小行星探测和系外宜居行星来述说中国深空的求索之路；张勃的足迹遍布全球，只为追寻那些源自宇宙深处的珍贵陨石。
2月22日在上海浦东图书馆1号厅，中国国家地理大讲堂《你好，宇宙》，一场关于黑洞、小行星和陨石的演讲，让我们一同沉浸在这场关于勇气与发现的星际探索中，感受宇宙带给我们的力量。
在宇宙的深处，隐藏着一种神秘而强大的天体——黑洞。它们就像宇宙中的“巨兽”，拥有无尽的引力，连光线都无法逃脱。从20世纪初黑洞概念的提出，到2020年诺贝尔物理学奖的授予，这一百余年的探索历程，宛如一部波澜壮阔的科学史诗。
事件视界望远镜：一个由8个地面射电望远镜组成的行星级望远镜阵列，通过国际合作，捕捉到了M87星系中心的超大质量黑洞及其阴影的图像。图源：EHT Collaboration
我们如何发现黑洞？首先需要了解黑洞的形成过程。当一颗恒星走向生命的尽头，它的命运将取决于其剩余的质量。如果这颗恒星的质量太大（超过3倍太阳质量），它既不能成为白矮星，也无法变成中子星。在终极引力的作用下，它将持续塌缩，最终形成一个致密的黑洞，就像宇宙中的一个无底洞。
黑洞本身难以直接观测，但当它们周围有物质时，会产生一些显著的效应。例如，黑洞周围会形成旋转的吸积盘，以及喷射出高速的物质流。这些现象就像黑洞的“影子”，让我们能够间接地观测到它们的存在。如果黑洞周围没有物质喷发，它们将完全隐形，难以被我们发现。
黑洞难以观测和强大的引力特性，常常让人感到好奇和担忧。它会不会威胁到人类的生存呢？
中国科学院
国家天文台研究员
苟利军教授指出，黑洞目前对我们的生活并没有太大的影响。
正如俗语所说，“距离产生美”，目前已知的黑洞与我们的太阳系和地球保持着相当远的距离，这种距离使得黑洞对我们的日常生活几乎没有影响。
黑洞，这些宇宙中的神秘“巨兽”，依然有许多未解之谜等待着我们去发现。
M87黑洞的喷流结构，即图中的长条形状，图源：wikimedia commons
在研究黑洞的探索旅程中，苟利军教授及其团队也取得了令人瞩目的成果。他们通过对天鹅座X-1黑洞的精确测量，首次完整地描述了这一黑洞的距离、质量和自旋。这一突破性的发现，不仅为爱因斯坦的广义相对论增添了有力的证据，也为研究黑洞的形成和演化开辟了新的道路。
郁金香星云与黑洞天鹅座X-1 图源:Anirudh Shastry
目前人类对于黑洞的了解还非常的有限，我们仍然没有搞清楚黑洞的具体形成和运行原理。
不过，随着科技的不断进步，未来或许能够实现这一目标。
正在研发中的新一代太空望远镜，将具备更强的观测能力，为我们提供更多关于这些遥远世界的信息。
人类对宇宙的好奇心从未停止，或许在未来的某一天我们能够揭开更多宇宙的奥秘。
韦伯太空望远镜拍摄的首张深场影像，也是宇宙至今最深、最清晰的红外光影像图中为南天飞鱼座方向早期宇宙的影像。图源：NASA, ESA,CSA, STScI, NIRCam
中国科学院国家天文台研究员、中国科学院大学天文学教授，《中国国家天文》杂志执行总编，北京天文学会副理事长。主要研究方向为高能天体物理，包括黑洞及引力波。在《Science》等期刊发表SCI论文60余篇。翻译过多部科普图书，进行科普报告百余场，并创作30余篇科普文章。先后获得中国侨界个人贡献奖，国家图书馆“文津奖”、国家优秀科普图书奖、中国科教影视“科蕾杯”短视频一等奖，及中国科学院多个科普奖项。曾担任《流浪地球2》电影的天文学顾问。
千万年前，一颗小行星撞击地球，引发狂风海啸，统治地球一亿多年的恐龙遭到灭亡……七年后，人类是否也将遭遇同样的命运？
近日，一则新闻引发热议：一颗直径约 100 米的小行星 2024 YR4 正急速飞向地球。科学家预测，它可能于 2032 年 12 月与地球相撞。消息一出，不少网友惊呼 “地球危险了！” 联合国首次启动《行星安全协议》，加速构建行星防御体系，但人们的焦虑情绪仍在蔓延。太空危机迫在眉睫，七年倒计时是否已经开启？
ATLAS望远镜发现2024 YR4（绿圈所示）时拍摄的照片 图源：ATLAS
近地小行星的潜在威胁，让“行星防御”成为人类共同课题。
科学家们也提出了多种应对策略。
对于小型小行星或预警时间短的情况，可选择“躲”，即利用地下工事躲避撞击。
对于大型小行星，若预警时间充足，可采取“炸”“撞”“牵”或“拖”等方法。
近地小行星防御的方法之一——利用较重的飞行器盘旋在小行星前方，通过小行星与飞行器之间的万有引力缓慢牵引改变小行星轨道，这种方式也被称为是“引力拖车”。图源：NASA
2023年，中国宣布实施首次近地小行星防御任务，目标锁定直径约35米的2015 XF261小行星。通过部署墨子2.5米大视场巡天望远镜，中国科学家将小行星轨道误差从200公里锐减至3.7公里，精度提升60余倍。这一突破不仅验证了“撞得准、推得动”的防御能力，更为构建50米级小行星在轨处置技术奠定基础。
任务背后，是像中国航天局深空探测实验室研究员罗文涛这样的科研工作者们，日复一日的协同工作和精密计算。中国的行星防御计划，不仅代表了技术的重大突破，更是对人类命运共同体的责任担当。
“我们是否孤独？”这一命题推动着系外行星探测的浪潮。中国规划的巡天空间望远镜将于2027年升空，凭借2米口径与多波段观测能力，它可捕捉近邻恒星系统中类地行星的蛛丝马迹。中国科学家提出“建、寻、探”三步战略：先构建日地系统观测基准，再筛选近邻宜居带候选行星，最终通过直接成像探寻生命信号。尽管技术挑战巨大但每一步突破，都可能改写人类对宇宙生命的认知。
从小行星防御到系外行星探寻，罗文涛表示中国深空探测的每一步都凝聚着科学与探索的智慧。未来，随着国际合作深化与技术边界拓展，中国将以更开放的姿态，与全球共绘深空探测的璀璨篇章。星辰大海，既是征程，也是归宿。
2014年毕业于中国科学院研究生院，获得博士学位。随后分别在卡耐基梅隆大学，上海交通大学以及东京大学从事博士后工作。2021年5月被聘为中国科学技术大学天文学系特任研究员。2022年12月，当选为合肥市天文学会第一届理事会副理事长。2023年7月加入中国航天局深空探测实验室，任研究员。主要研究方向是利用弱引力透镜探测暗物质在宇宙中分布。
在宇宙中，有一群独特的“信使”穿梭于星际，它们划破夜空，降临地球的各个角落，这些“信使”便是陨石。而有这样一群人，他们以寻找地上的“星星”为使命，探索宇宙的奥秘，他们就是陨石猎人。张勃，正是其中的一位。
2009年，张勃在海南的一次环岛骑行中，经历了一次改变他人生轨迹的奇遇。那是一个寂静的夜晚，他在海边露营，突然，一颗发亮的火球划破夜空，照亮了整个海岸。那一刻，他的心中充满了好奇与震撼：“它们是什么？从哪里来？经历了什么？又掉落在哪里？”这些问题像种子一样在他心中生根发芽，驱使他踏上了寻找陨石的冒险之旅。
2014年，张勃在撒哈拉沙漠中找到了他的第一块陨石。那一刻，他没有欣喜若狂，反而异常平静。他轻轻抚摸着这块因长期裸露在地表而风化严重的陨石，仿佛在与一位来自宇宙的长者对话。此后，他的足迹遍布亚洲、欧洲、非洲、北美洲、南美洲和大洋洲，每一次出发前，他都会做好充分的准备，从目击者提供的线索到网络上发布的资讯，甚至从古籍文献中寻找“异样天象”的记录。
但寻找陨石的过程中经常是“十找九空”。2019年，吉林松原地区出现了一颗火流星，这颗火流星从内蒙古天空一直滑落到了东北地区，当地无数群众都目击了这一壮观的景象。然而，经过一番艰苦的搜寻，最终却颗粒无收。其原因在于，越大的陨石撞击，其撞击能量也就越大，撞击的冲击波往往会把陨石母体撞得粉碎。即使能够找到陨石，也可能散落在上百公里之外，寻找的难度极大。
在张勃心中，陨石就像是宇宙的信使，携带着太阳系形成与演化的古老秘密。十多年的寻石之旅让他坚信，未知的领域虽广阔，却总有边界，时间会揭开一切谜底。那些心之所向的未知，在远方静静守候。即使一无所获，至少胸怀天地。寻找陨石，最终找到的其实是自己。
