如何观测黑洞？
虽然，人类眼睛中，不见黑洞影子。然而，凭借望远镜，发现宇宙里面，可能是黑洞造成的，一些运动和辐射现象。譬如，观测天鹅座体系，发现蓝星运动轨迹，呈缠绕周期变化。分析是6倍M日的，宇宙黑洞体，在1300万英里外，绕天鹅星X—1，不断旋转造成的。并且，天鹅星X—1的，一些结构部分，被黑洞体，持续吸积移动，看起来龙卷风似的。
甚至，呈螺旋状，飞溅X射线粒子。譬如，观测M87星系，发现直径130光年的，气态云盘体，沿椭圆轨道，持续旋转运动，1小时功夫，大概160万公里速度。分析是80亿M日的，宇宙黑洞体，在M87核中心，不断吸引造成的。并且，包括云盘的，一些结构部分，被黑洞体，持续吸积噬灭，看起来凤凰涅槃似的。甚至，呈轴极线，喷射高能电粒子。
如果题主想要买天文望远镜来观测黑洞，建议先入个门，先买一架哈勃太空望远镜练练手。哈勃售价大概15亿美元，折合人民币100亿元。不过，不知道NASA肯不肯卖？或者肯不肯再新造一架？如果题主预算高一些，可以考虑NASA正在新造的更强望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜。这架望远镜功能比哈勃强很多，当然售价也就高很多，估计为96.6亿美元，折合人民币660亿元。
用这两架望远镜来观测宇宙，看到广义相对论所预言的引力透镜效应是没有问题的，上图就是哈勃曾经拍摄到的爱因斯坦环。但如果想要用它们来直接观测黑洞是不行的，因为黑洞会把光都吞掉，所以黑洞是无法直接看到的。不过，可以通过观测黑洞周围的恒星运动规律来间接探测黑洞的存在。如果题主特别想研究黑洞，可以考虑入手事件视界望远镜，这种望远镜可以研究星系中心的超大质量黑洞的事件视界尺度结构。
黑洞能吞噬光和信号，科学家又是怎么发现黑洞的？
虽然我们不能直接看到黑洞，但科学家可以通过测量黑洞对周围物体的影响来探测或猜测它的存在。通过以下方式来探测黑洞： 从环绕黑洞或旋入核心的天体估计黑洞质量引力透镜效应辐射 质量许多黑洞周围都有天体，通过观察天体的行为，你可以探测到黑洞的存在。然后，你用天体在一个疑似黑洞周围运动的测量值来计算黑洞的质量。
你要找的是一颗恒星或一个气体盘，它的行为就好像有一大质量的天体在附近。例如，如果一个可见的恒星或气体盘有一个“摆动”运动或旋转，而这个运动没有一个可见的原因，而且这个看不见的原因，有一个似乎是由质量大于三个太阳质量（太大而不是中子星）的物体引起的效果，那么这个运动就有可能是黑洞引起。然后通过观察黑洞对可见天体的影响来估计黑洞的质量。
图：哈勃太空望远镜探测到星系NGC 4261核心图像例如，在星系NGC4261的核心，有一个棕色的螺旋状圆盘在旋转。这个圆盘的大小和太阳系差不多，但它的重量是太阳的12亿倍。对于一个圆盘来说，如此巨大的质量可能意味着圆盘中存在一个黑洞。引力透镜引力透镜爱因斯坦的广义相对论预言，重力可以弯曲空间。这后来在日食期间得到证实，当时在日食之前、期间和之后测量了恒星的位置。
恒星的位置改变，因为来自恒星的光被太阳的引力弯曲了。因此，地球和遥远物体之间具有巨大引力（如星系或黑洞）的物体，可以将远处物体的光弯曲成焦点，就像透镜一样。此效果可在下图中看到。图注：这些图像显示，从地面望远镜（左）和哈勃太空望远镜（右）的MACHO-96-BL5的亮化。在上图中，当引力透镜经过地球之间时，MACHO-96-BL5的亮化就发生了。
当哈勃太空望远镜观察这个物体时，它看到两个物体的影像非常接近，这表明了引力透镜效应。介入的对象是看不见的。因此，得出的结论是，一个黑洞在地球和天体之间经过。辐射当天体从伴星进入黑洞时，它被加热到数百万开尔文。过热的天体发出X射线，X射线可以通过X射线望远镜探测到，如通过环绕钱德拉X射线天文台的X射线望远镜探测到。
图注：双星系统中黑洞的示意图，显示黑洞周围的吸积盘和X射线的发射恒星CygnusX-1是一个强大的X射线源，被认为是黑洞的一个很好的候选者。如上图所示，来自伴星HDE 226868的恒星风将物质吹到黑洞周围的吸积盘上。当这种物质落入黑洞时，它会发出X射线，如图所示：图注：从钱德拉X射线天文台轨道拍摄的Cygnus X-1X射线图像除了x射线外，黑洞还可以高速喷射物质形成喷流，许多星系已经被观测到。
目前，人们认为这些星系的中心有超大质量黑洞（数十亿个太阳质量），它们产生射流和强大的射电辐射。一个这样的例子是银河系M87，如下所示：图注：左侧和底部的图像是M87星系中心的地面射电望远镜图像。右边的图像是哈勃太空望远镜的可见光图像。注意M87喷出的物质。重要的是要记住，黑洞不是宇宙吸尘器——它们不会消耗一切。
按理来说，星系中间应该是一个大黑洞，但为什么还会发光呢？
银河系中央明亮是因为恒星密集，说银河系中央有黑洞，是因为恒星、整个星系都围绕着银河系中央运行，因此有引力超大的黑洞。人类观测星系内部是通过各类电磁波，而恒星是制造电磁波的场所之一，恒星越多电磁环境就越复杂。银河系银盘厚1000光年左右，而中心区域的厚度3000-6000光年，比外周区域厚的多，物质更密集，相对地更容易形成恒星，恒星分布的空间也更大。
众多恒星一起发出的光，就显得十分明亮。观测银河系中心区域，可以发现一些恒星以极高的速度绕某种天体运行，这些恒星有共同的公转中心，恒星已经是质量非常大的天体了，能让恒星围绕旋转的，只有那些能够造成更明显时空弯曲的天体，而黑洞就是一种质量大体积小，造成的时空弯曲效应很明显的天体。当恒星逐渐接近黑洞被吞噬的时候，还会呈现出特殊的景象。
银河系的中心话说是一个黑洞，但是银心（黑洞）为什么会发光呢？
银心黑洞是不发光的，若银心黑洞是发光体，人类也看不到的，因为黑洞太小。银心发光的不是黑洞本体，是它周围的界面。这个界面是黑洞吞噬天体（比如恒星）时，把天体揉碎成黑洞成分的地方，即在这个地方，把恒星等压碎成高密度的物质形态——黑洞成分，放入黑洞中。这个揉碎过程是很剧烈的，向外喷发光子和其它粒子射线，所以能发光。
为什么科学家不去拍离地球最近的人马座A*黑洞，而去拍更远的M87黑洞？
人类历史上关于黑洞的第1张真实照片已经于昨天公布于众，它是距离我们5500万光年之外的m87星系的中心黑洞的景象，那么科学家们为什么选择距离我们如此遥远的一个黑洞作为拍摄对象，却不选择距离我们只有2.6万光年的银河系中心黑洞人马座a*来拍摄呢？人马座a*是银河系中的最大黑洞，质量约为太阳的431万倍，距离也比m87星系中心黑洞进的多，如果选择它来拍摄照片的话，应该要比m87星系中心黑洞更清晰更逼真吧！但是科学家们为什么没有选择人马座a*却选择了m87中心黑洞呢？可能有的朋友认为是因为观测人马座a*黑洞会受到各种干扰，因为银心那里的恒星非常多，发出的大量电磁波辐射会给射电望远镜造成不良影响，而且也有不少恒星和星云等天体会阻挡人马座a*的观测，所以人马座a就不容易被拍到了。
其实这种理由非常牵强，因为m87星系的中心黑洞也有着一样的问题，而且这个星系是一个椭球状星系，体积是银河系的上百倍，厚度要比银河系厚得多，所以相比较我们银河系而言，这个星系更不容易被观测到其最中心的事物，因为阻挡观测的恒星和星云会更多。那么是什么原因让科学家们选择了遥远的m87星系中心黑洞拍摄，却放弃了银河系中心黑洞人马座a*呢？其实最主要的原因还是两者对周围物质的吸取作用强弱决定的。
我们再看m87星系中心黑洞的照片，其中心阴影部分就是黑洞所在的地方，但是那一片区域是因为其周围存在着明亮的火红色吸积盘才显现出来的，如果周围没有那个吸积盘，我们将无法判断那个黑洞的存在，也更不可能拍摄到它存在的照片了。因此，科学家们之所以能拍摄到并公布出m87星系中心黑洞的照片，并非是这个黑洞的质量和体积更为巨大（质量为太阳的64亿倍，体积为太阳的万亿倍以上，密度较低），而是因为这个黑洞周围有着足够强足够亮的吸积盘，而在这个吸积盘的映衬之下，我们就能看到m87星系中心黑洞的存在了，所以可以拍摄出这个黑洞的照片。
但是银河系中心黑洞就没有这样的条件，虽然它的质量也很大，但是它周围并没有足够亮的吸积盘，甚至可以说都没有吸积盘存在，科学家们预估银河系中心黑洞每1000年才会吸收一个太阳的质量，所以银河系中心黑洞周围形成吸积盘的时刻并不易把握，那么在其周围没有吸积盘的时候，我们是无法看到这个黑洞的存在的，更别说给它拍照片了。
但是m87星系中心黑洞就不是这样，它对于周围物质的吸收能力非常强，可以说比银河系中心黑洞人马座a*强得多，所以它的周围存在明亮的吸积盘。所以，人马座a*黑洞虽然距离我们更近一些，但是由于并不具备拍摄照片的条件，但是m87星系中心黑洞虽然距离遥远，却具备拍摄照片的条件，因此我们看到的第1张黑洞照片就是M87星系中心黑洞了。
我们能看到的东西都是源自于光的反射，黑洞把光都吸收了，怎么会有照片？瞎扯的吧？
我想问一下，下面这个是什么？答案是，一只猫。这只猫确实没有发光、也没有反光，但是问题是猫可以挡着光呀？所以拍到了不发光也不会反光的物体很奇怪吗？然后我们再说黑洞拍摄的问题。这次拍到的确实不是黑洞的本体，因为黑洞的本体实际上是不可能被看到的，因为任何距离黑洞本体足够近的光线都会被吸入其中、再也出不来了，所以我们无法观察到黑洞的本体。
而那个划分了“看见”/“看不见”的界限，就是所谓的“事件视界”，所以我们这次拍到的照片实际上是事件视界的照片——准确的说就是黑洞的“剪影”。同时因为黑洞独特的性质，光线在黑洞附近都会发生剧烈的扭曲，所以我们看到的不是简单的剪影，而是会看到各种独特的现象。首先，光线在黑洞附近会因为黑洞的旋转而发生一边明亮、一边暗淡的现象【如下图所示】，所以此时的黑洞就会出现类似于指环的状态。
黑洞产生的引力作用还会使背景发生称为“引力透镜”的现象【如下图所示】。另外，有的黑洞本身附近会有高速运动的物质，这就是所谓的“吸积盘”，并且因为黑洞对吸积盘发出的光线的扭曲作用，所以会呈现出来一种很奇特的样貌，如下图所示，就是模拟出来的带有吸积盘的黑洞照片。因此黑洞不是不可以被看到的，只要拍到了这些独特的现象，就是拍到了事件视界，也就是拍到了黑洞。
