剛剛，
人類首張黑洞照片，
在全球六地同步發布了！
照片「主角」是室女座超巨橢圓星系M87中心的超大質量黑洞，其質量是太陽的65億倍，距離地球大約5500萬光年。照片展示了一個中心為黑色的明亮環狀結構，看上去有點像甜甜圈，其黑色部分是黑洞投下的「陰影」，明亮部分是繞黑洞高速旋轉的吸積盤。
關於黑洞，已經有無數的理論、計算和估計。科學界懷疑它是一種噴射式的黑色「坑」，它的引力巨大，以至於任何東西都無法逃脫它。然而，一個真正的黑洞究竟是什麼樣子，我們不得而知。
北京時間4月10日21點整，比利時布魯塞爾、智利聖地牙哥、中國上海和臺北、日本東京、美國華盛頓等全球六地同步召開全球新聞發布會，事件視界望遠鏡（EHT）將宣布一項與超大質量黑洞照片有關的重大成果。在上海，EHT項目和中國科學院共同發布這一重大成果。
圖源：紐約時報
EHT項目，是由全球200多位科研人員共同達成的重大國際合作計劃，通過「甚長基線幹涉技術」和全球多個射電天文臺的協作，構建一個口徑等同於地球直徑的「虛擬」望遠鏡，用於黑洞探測。理論上，黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言存在的一種天體，它具有的超強引力使得光也無法逃脫它的勢力範圍，該勢力範圍稱作黑洞的半徑或稱作事件視界。此前，天文學家都是通過各種間接的證據來表明黑洞的存在，而EHT項目則是通過這個擁有地球直徑的「虛擬望遠鏡」直接觀測到了黑洞邊緣的圖像。專家稱，人類首張黑洞照片的問世，將對研究黑洞具有重要意義。
模擬圖片
《星際穿越》中的黑洞。周圍的亮環是由氣體構成的吸積盤(摘自影片《星際穿越》)
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視界望遠鏡項目實際上在2017年4月的一周內觀測到了兩個黑洞：銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A*以及位於室女座星系的中心M87。這兩個物體都被認為密度非常大。人馬座A*，或SgrA*，被認為比我們的太陽大400萬倍，比恆星大30倍，但由於它距離地球大約26000光年，在地球上的望遠鏡看來，這個黑洞就像月球表面的小球那麼大。
恆星級黑洞系統示意圖
為了專注於這些巨大而遙遠的物體，團隊在夏威夷、亞利桑那、西班牙、墨西哥、智利和南極設置了8架望遠鏡。每臺望遠鏡都測量了黑洞周圍大片氣體和塵埃的輻射。這些氣體雲的溫度高達數十億度，由於這些物質太熱，它們會釋放出大量的輻射，研究小組可以從地球上觀測到這些輻射。然後，所有這些數據被整合到一臺超級計算機中，形成了一幅圖像，看起來就像是來自一個巨大的望遠鏡。
位於智利的阿塔卡馬大型毫米波陣(ALMA)望遠鏡(來自ALMA官方網站)
獲取所有這些數據並不容易。事實上，這麼大規模的項目花費這麼長時間的原因是望遠鏡在每晚的觀測中收集了很多的信息——大約1pb，或者一百萬千兆字節。瑟蒂斯說，這是所有其他物理或天文學實驗中記錄量最大的一次。團隊不得不等待硬碟技術的進步，這樣才可以保存團隊收集的大量數據。瑟蒂斯說:「五年前，你買不到足夠大的硬碟，來在望遠鏡上存儲1tb的數據。」
據美國雜誌Popular Science報導，這些天文臺同步觀測的是視界明亮的物質環發出的輻射，這有助於闡明超大質量黑洞本身的輪廓。它們只啟動了9天，卻成功地收集了大量數據，這些數據花了兩年的時間來傳輸、處理和分析，以便拼接出物體本身的視覺。
當我們談論一個超過25000光年遠的物體時，這是一個相當高的要求，但是EHT有一個解析度，正如麻省理工學院所說的「計算8000英裡外棒球的縫線」。這8架望遠鏡的光學功率，加起來是哈勃太空望遠鏡的1000倍。
望遠鏡在全球分布示意圖，紅點代表望遠鏡所在地(摘自nature.com)
視界面望遠鏡可能得到的計算機模擬黑洞圖像。由於黑洞的轉動效應，黑洞左側較亮(摘自《科學》雜誌網站)
「這樣的圖像可以肯定，愛因斯坦的廣義相對論是在描述引力非常強時的正確理論，它可以告訴我們黑洞周圍實際發生了什麼，」史丹福大學的理論天體物理學家布蘭福德說，他並沒有直接參與該項目。「這是舞臺和戲劇。」這也是一種技術和觀測方法的概念驗證，它可以把天文學推向新的高度。他說:「成功地拍攝一張照片，將使EHT項目能夠繼續拍攝更多更好的照片。」
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記者翁漢俊
見習記者 陸驍 祝景寧 綜合報導
綜合央視新聞（cctvnewscenter）、中國科普博覽、人民日報（rmrbwx ）、中國物理學會期刊網
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