近几年，从探测到引力波到看见黑洞，我们正一步步完成那些曾经认为不可能实现的任务。每一次的发现都让我们更加了解这个宇宙，但是，依旧有许多谜题在等待被解开。下面，我们分享几个关于黑洞、引力波和暗物质的新进展：4月25日，NASA的斯皮策太空望远镜发布了红外波段下的M87星系图片。M87是一个巨大的椭圆星系，距离地球5500万光年。在这张图片的嵌入图中，我们可以清楚地看到星系中央朝两边喷射出的物质。
事实上，在星系中央的正是前段时间我们首次看到的超大质量黑洞“Powehi”。早在1918年，天文学家柯蒂斯就观察到了“一条奇怪的直线射线”从星系中心延伸出来。这种明亮的喷流是由一个围绕着黑洞快速旋转的物质盘产生的，在多个波段中都能被观测到。当喷流中的粒子撞击到星际介质时，它们会产生一种冲击波。从图片中我们可以看到，冲击波比喷流本身更为突出。
我们看到，星系中心右侧的喷流更为明亮，它几乎是直接朝向地球方向运动的。它的亮度因为朝着我们的方向高速运动而被放大了，而这种放大的更主要原因是所谓的“相对论效应”。之所以有这种效应是因为喷流中的物质会以接近光的速度运动。喷流的轨迹与我们相对于星系的视线有轻微的偏差，所以我们仍能看到喷流的一些长度。冲击波是从喷流开始向下弯曲的地方开始的。
相比之下，另一边的喷流正高速远离我们，因此相对论效应会使它在所有波长下都不可见。但我们仍可以看到它产生的冲击波。通过在不同波段下的观测，科学家希望能够进一步理解与喷流有关的物理。4月29日，《自然天文》期刊上发表了一项很有意思的发现。在距离地球7800光年远的天鹅座方向，有一个由黑洞和恒星组成的双星系统，被称为天鹅座V404。
恒星的外层正被黑洞的强大引力捕获，被黑洞吸引的气体会在黑洞周围旋转，形成一个薄的吸积盘。吸积盘的内部区域非常的炽热，会释放出X射线辐射。虽然这个系统比上面提到的超大质量黑洞要小很多，但它也可以产生喷流。当天文学家将望远镜瞄准天鹅座V404产生的喷流时，惊奇地发现：喷流的方向会随着时间的流逝快速地发生变化——这种变化甚至发生在几小时或几分钟之内！速度之快前所未见。
过去，天文学家寻找黑洞的主要手段就是在宇宙中搜寻双星系统辐射出的X射线。但到了2015年，天文学家首次探测到了由两个黑洞合并产生的引力波，从此我们又多了一个寻找黑洞的方法。如今，引力波探测已经进入了势不可挡的新时代。四月初，美国的激光干涉引力波天文台与欧洲的室女座干涉仪在经历了全面升级之后，正式启动了新一轮的引力波探测实验。
升级后，科学家们预期平均每周就能看到一起黑洞合并事件，每个月看到一起中子星合并事件。而就在这个月的8号、12号、21号、25号、26号，探测器均成功捕捉到了引力波的信号，发现频率与预期的吻合。前三个引力波信号应该均来自双黑洞的合并，最新发现的两起事件则更加有趣。4月25日，LIGO和Virgo都探测到了来自5亿光年之外的引力波。而且这次探测到的引力波极有可能是来自双中子星的合并。
一旦确认，这将是自2017年后发现的第二起中子星合并事件。就在这个事件发生后的不久，世界各地的天文学家都接到通知，他们将望远镜对准天空，希望能够捕捉到千新星爆发所发出的光。而就在4月26日，LIGO和Virgo探测到一个更诱人的引力波信号：在12亿光年之外，一个黑洞正在吞噬中子星！这是天文学家长久以来都想要寻找的，但由于信号不是很强，他们还无法确认这一可能性，目前他们正在加紧分析数据。
如果最终确认是黑洞和中子星合并产生的引力波，那么将会有大量的宇宙信息被揭示，其中包括对广义相对论的精确检验和对宇宙膨胀率的测量。自引力波被发现之后，科学家就希望它能够揭示更多关于宇宙的秘密，这其中就包括搜寻暗物质。今天我们要讲的最后一个进展就与暗物质有关。1970年代，霍金和他的同事提出，在大爆炸之后，宇宙会创造出大量的微型原初黑洞。与普通黑洞不同，这些原初黑洞的形成并不存在质量下限。
如果有一天LIGO能够探测到质量比太阳小的黑洞，那它很可能是一个原初黑洞。这些古老的黑洞非常难被探测，但其强大的引力会影响其他物体，这一属性与暗物质很像。因此，当科学家在寻找神秘、不可见的暗物质时，自然会联想到暗物质也可以由原初黑洞组成。这些微型黑洞要比M87中心的超大质量黑洞小数十亿倍，周围并没有可见的发光物质。
而我们知道，黑洞强大的引力场能够使恒星发出的光线在经过时发生弯曲——这一现象被称为微引力透镜。因此，天文学家的目标就是寻找微引力透镜的信号。在一个晴朗的夜空，天文学家将望远镜对准了仙女座星系，进行了七个小时的拍摄。如果原初黑洞真的构成了暗物质的很大一部分，那么天文学家预期在这次观测中应该会看到大约1000个微引力透镜的信号，但结果是他们只观测到了1个可能的信号。
这是否意味着我们可以完全排除原初黑洞构成暗物质的可能性？研究人员认为，一些特定质量范围内的原初黑洞仍未被完全排除。