4月10日晚上9时许，人类历史上首张黑洞照片在中国上海和台北、比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、日本东京和美国华盛顿全球六地同时对外发布，这是人类首次通过图像直观地看到黑洞。从温州市瓯海中学走出的中国科学院上海天文台研究员、“黑洞反馈与宇宙线天体物理”课题组组长郭福来第一时间撰文科普，给黑洞算“模型”，探宇宙之秘。

　　1978年出生在瓯海区南白象街道的郭福来，是南白象中学93届毕业生，初二起喜欢上了物理课。从瓯海中学毕业后，他以优异成绩考上了中国科技大学。从此，探索浩瀚宇宙的“科学种子”在他心中萌芽，读大学四年级时选择了天体物理专业，开始以有生之涯探寻浩瀚宇宙的秘密。当时电子通信、计算机等专业在中国大学校园里很流行，郭福来说也曾犹豫过，但却总是不自觉地把时间花到了数学、物理的学习上，还自学了相当一部分麦克斯韦写的电磁学英文原著。基于这份渴望，郭福来2001年于中国科技大学获理学学士后，选择去了物理学圣地之一的美国加州大学圣芭芭拉分校，2008年他获哲学博士学位。后来到加州大学圣克鲁兹分校从事博士后研究，这里是加州大学天文台总部所在，有许多国际知名的老中青天文学家，科研气氛非常浓厚，而后他又赴“爱因斯坦母校”瑞士联邦理工学院工作。2012年，他荣获欧洲名校苏掌世联邦理工学院享有盛誉的Zwicky Prize Fellowship,成为至今唯一获此职位的中国人。

　　在美读博士期间，郭福来的科学兴趣开始变得更具体，就是探索宇宙天体中的各种物理过程——天体物理。也就是在这一时期，他开始慢慢跟黑洞“打交道”。现在人类观测到的黑洞主要有两类，一类是跟恒星比较接近的黑洞，它的质量是几倍或者几十倍太阳质量，叫恒星级黑洞。另一类黑洞就是超大质量黑洞，它的质量一般是介于100万到100亿倍的太阳质量之间，比普通黑洞大很多。。

　　2010年，美国费米伽玛射线空间望远镜在银河系中发现费米气泡，引起国际学术界轰动。

　　郭福来和科研人员最早提出它起源于银河系中心那个超大质量黑洞的，其模型就是说它是黑洞喷流产生的。自从他了解到费米气泡的观测发现后，就很快有了这个想法并迅速开展模拟计算。他与合作者在国际上首次提出了银河系费米气泡的黑洞喷流模型，即证明银河系中心的超大质量黑洞的喷流爆发可以产生费米气泡，相关论文于2012年发表后，6年时间已被引用120多次。

　　2013年夏天，郭福来在回国一个月左右的时间里走访了国内很多个天文学单位，见到了许多同行朋友，看到了中国科学大发展景象。此时，国内科研氛围非常好，回国是一个非常好的时机，于是2015年他毅然回国加入中科院上海天文台，开始组建一个计算天体物理方向的独立课题组并任组长，入选2015年度中国科学院百人计划之“引进海外杰出人才”。

　　在中国，天文学不像物理、化学这些学科发展得那般早，尤其是天体物理，发展更是晚一些。但回来3年，郭福来明显感受到科研人才发展非常快，竞争也越来越激烈。

　　郭福来主要从事计算天体物理研究，在银河系费米气泡、活动星系核反馈和星系形成三个重要关联方向取得了一系列的创新成果。他侧重研究宇宙线在上述方向中的物理及作用，宇宙线天体物理是目前正在产生重大突破的科学前沿，也是FAST、暗物质粒子探测卫星 DAMPE、高海拔宇宙线观测站 LHAASO及SKA等设备的主要科学目标之一。他较早地在流体数值模拟中加入宇宙线，并研究相关天体物理，在这一领城拥有很好的工作积累。

　　“暗物质、暗能量、黑洞、星系、宇宙线、宇宙中的等离子体……这些都是当前天文学家研究的宇宙对象，其中有些我们完全不知道其本质是什么，有些我们了解得更多一些，但总存在一些我们不清楚的关键问题。这些宇宙中的秘密，吸引我去探索，期待有一天能发现其中那一点点专属于我的重要秘密，不负韶华。”郭福来十分自信。

　　郭福来介绍，黑洞原本只是爱因斯坦相对论的一个预言，有些间接证据，但一直没有很直接的观测证据，直到这两年发现了引力波，证明了黑洞不是虚构的，是真实存在的。在他的办公室电脑里，宇宙难题化作一个个高深的计算模型，他的工作主要是研究超大质量黑洞周围发生的现象，以及它对所在的星系或者星系团的影响。

　　40岁的郭福来期待用人生宝贵的时间去探索天体物理的谜题。他采用理论分析与数值模拟的方法研究现代天文学中的一系列重要课题，侧重于超大质量黑洞的成长及其对星系演化的反馈作用、星系的形成与演化、宇宙线天体物理、暗物质分布与演化等。他利用已有的物理学知识去解释宇宙中观测到的这些现象，并进一步去认识宇宙中各种结构的起源与演化。其代表性工作有：

　　首次提出并研究银河系费米气泡的黑洞喷流模型（Guo & Mathews 2012）。费米伽玛线空间望远镜于2010年发现费米气泡，引起轰动，入选2010年国际十大物理事件。郭福来用含宇宙线的双流体数值模拟证明费米气泡可以被1~3百万年前的一次银心黑洞喷流产生。该模型被广泛引用，并被多家国际媒体主动报道，如Scientific American、New Scientist，Universe Today、The Daily Galaxy等。

　　提出星系团介质的宇宙线加热机制（Guo & Oh 2008）。郭福来及其团队研究认为活动星系核反馈产生的宇宙线可能进入星系团介质，通过在其中激发并耗散Alfven波加热星系团介质，抑制冷却流的成长。多年来该模型陆续被一些国际同行加以深入研究。

　　首次提出通过星系团中X射线空洞的形状来研究黑洞喷流的性质，并指出非常轻、内低声速喷流在“射电模式”活动星系核反馈中的重要（Guo 2015; Guo 2016）。同时进行了首次且是至今唯一一次含活动星系核反馈的星系团模型的全局线性稳定性分析（Guo, Oh, Ruszkowski 2008）, 发现反馈机制是解决星系团冷却流问题的关键机制。

　　通过数值模拟，首次发现一些强烈的活动星系核喷流现象可以彻底摧毁星系团冷核，甚至通过混合摧毁尺度较小的星系团中心金属峰（ Guo & Oh 2009; Guo & Mathews 2010b）。如果该模型正确，活动星系核喷流就是观测到的可能数量占星系团总数一半以上的非冷核星系团的成因之一，这些非冷核星系团多数都没有中心金属峰。

　　通过数值模拟，发现超大质量黑洞对大尺度球对称冷却流的吸积有两种不同模式 （Guo & Mathews 2014; Guo 2014）。在星系团中，冷却流通常会发生中心冷却灾难，黑洞吸积是冷模式。但模拟首次发现在一些星系群中黑洞吸积是热模式。如果中心星系质量大又紧致，冷却内流产生的压缩功将足以抵消其辐射冷却，让冷却流长期保持在热流状态，并且中心区域越靠近星系团中心气体温度越高。

　　科学殿堂里有许多前辈科学家取得如明珠般璀璨耀眼的成果，郭福来最大的梦想是在有生之年发现新的小明珠，为科学殿堂增加光彩。如今，他已见证了人类第一张黑洞照片的诞生。他说，作为首次看到黑洞真身的碳基生命：人类，我个人觉得无比幸运。不过，这仅仅是一个开始，事件视界望远镜对M87和银河系中心黑洞于2017年都进行了观测，4月10 日公布的只是其中一个，另一个数据处理分析还在进行中。未来的观测更可期待，人类将以前所未有的精度严格检验爱因斯坦提出的广义相对论，探索靠近黑洞引力半径附近的吸积流与外流物理。

　　据中科院上海天文台台长沈志强介绍，在此次EHT合作中，我国大陆科学家共有16人参与了该项目，在早期EHT国际合作的推动、EHT望远镜观测时间的申请、后期的数据处理和结果理论分析等方面都作出了中国贡献，尤其从观测的层面给予了实际的参与和贡献。同时有一个大的科学合作计划，国内的科学家在推动物理的观测、理论研究方面都做出了有国际显示度的工作。到目前为止，包括后续的观测我国科学家都在参与其中。

　　黄松光