4月10日晚9點，參與EHT（事件視界望遠鏡Event Horizon Telescope）計劃的科學家們在比利時布魯塞爾、智利聖地亞哥、中國上海、中國臺北、日本東京、美國華盛頓，以英語、西班牙語、漢語和日語協調召開全球新聞發佈會，公佈人類首張黑洞視界照片。
（圖片來源：事件視界望遠鏡合作組織）
此次發佈的黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質量星系M87中心的黑洞，其距離地球5500萬光年，質量為太陽的65億倍。該圖像的許多特徵與愛因斯坦廣義相對論的預言完全相一致，在強引力極端環境下進一步驗證了廣義相對論。通過研究這個圖像，人類將揭示出黑洞這類天體更多本質。
看了上面這段介紹是不是產生了更多的問題？
讓我們一起來簡單的瞭解下這個來自全球8座射電天文望遠鏡、30 多個研究所的科學家們同時合作，經過兩年“沖洗時間”而得來的照片背後都有哪些科學意義。
１．黑洞的照片為什麼是橘紅色的圈圈？
黑洞引力很大，能讓光無法逃離它的勢力範圍。不過在它勢力範圍的邊緣，引力不那麼厲害的地方，光或者其他物質還是有辦法逃出“魔爪”的，天文學上把這一條界限稱為“視界”。
黑洞視界裡邊的部分誰都看不到，但是外面的部分是可見的。不過在視界附近，黑洞引力依然強大，強大到能讓逃離的光線無法保持直線傳播，而是被極度彎曲。想像一下，很多束光不斷地彎曲、繞圈圈，就會在黑洞勢力範圍的周邊聚集起來，形成一個光環。我們把它稱作黑洞陰影（Black Hole Shadow），也就是你所看到的橘紅色光環了。仔細看，這個光環上面的部分有點暗，下面的部分則更明亮，這是因為黑洞自身在旋轉造成的。
所以人類為黑洞拍攝的這張照片，其實就是黑洞視界旁邊的黑洞陰影。
２．我們是怎樣看到黑洞視界的？
雖然黑洞質量很大，但是在浩瀚的宇宙中，要給它拍照片也不是件容易的事兒。
M87的這個黑洞距離太陽系有5500萬光年，儘管它是目前人類已知最大的黑洞，但是從地球上觀測，它的大小依然小得可以忽略不計。儘管黑洞陰影有一圈光環，但是它的明亮程度和恆星比起來根本不值一提，而我們與黑洞之間相隔著無數宇宙塵埃雲，根本看不見光，所以我們根本無法用光學望遠鏡來觀測。
此番給黑洞拍照的，是“事件視界望遠鏡”它是由遍佈全球的8座射電天文望遠鏡合作，運用VLBI技術，構建起的一個口徑相當於地球直徑的虛擬射電望遠鏡。
之所以需要利用分佈在西班牙、夏威夷、南極等幾乎覆蓋整個地球表面的觀測站，是因為人馬座 A 超大質量黑洞太遠。這個超大質量黑洞大約具有 400 萬個太陽質量，黑洞的“直徑”大約是 2400 萬公里，也就是 17 個太陽的大小。
但在 25000 光年，也就是 24 億億公里的距離下，17 個太陽直徑也只是分辨不出任何細節的一個點而已。利用地球上八個觀測站組成網絡，就可以利用干涉技術一起觀測，最終產生可見的數據。
３．為什麼黑洞照片要花兩年沖洗？
黑洞的照片是一張數字照片，類似於你去醫院拍核磁共振或者CT，系統需要把採集到的數據處理成影像才能進行沖印。
2017年4月開始，來自全球 30 多個研究所的科學家們同時開啟工作，讓這些望遠鏡同時聚焦黑洞所在的位置，接收其發出的各種信號。而要保證所有8個望遠鏡都能看到黑洞，從而達到最高的靈敏度和最大的空間分辨率，留給科學家們的觀測窗口期非常短暫，每年只有大約10天時間。
這些來自全球的射電望遠鏡收集的數據如果換算成高清電影，夠一個人看上好幾百年。除了量大，不同望遠鏡取得的數據，相互之間還存在匹配方面的難點，因此分析處理這些數據，需要耗費大量的時間。
４．看到黑洞視界對研究黑洞有什麼意義？
黑洞視界是目前人類能夠觸及到的，距離黑洞最近的區域。不過黑洞視界上的許多現象，早在100多年前愛因斯坦提出廣義相對論時就已經做出過預言。
而天文學家一直認為銀河系中心潛伏著一個超大質量的黑洞，質量大約是太陽的400萬倍。雖然科學家已經通過銀河系核心的恆星運動軌跡確定了它的存在，但是一直沒有拍攝到它的真實面目。直到現在，才第一次真正地通過合成影像的方式，證明愛因斯坦的猜測和這個黑洞的存在。
我們都知道，黑洞會吸集周圍的物質，就像吃東西。但“大胃王”也有吃飽的時候。中科院上海天文臺副研究員左文文打了個比方：當黑洞“吃”得足夠多的時候，某些物質和輻射和光也會沿著磁場線噴出去，產生噴流。所以拍攝這張照片和對這張照片背後數據的分析，也能幫助科學家更好地理解黑洞是如何“吃東西”、黑洞是如何產生噴流的，而且對於黑洞質量的測量、黑洞是怎麼轉動的、黑洞帶不帶電等性質，都能給出一個限制來。
黑洞是星系的原始形態，巨大的星系中都有巨大的黑洞。黑洞的存在和發展，對恆星及星系的運動都會都產生巨大的影響。因此研究黑洞，對於我們瞭解和認識宇宙，有著非常重要的意義。如果說此前捕獲引力波，是“聽見”了黑洞，那麼這一次“看見”黑洞，是黑洞研究的又一個重大突破。“事件視界望遠鏡”可以成為確認黑洞存在的證據之一，對於天文學和物理學來說，補完愛因斯坦的廣義相對論，發現恆星和星系演化的秘密都在於此。
看了這麼多不禁想起一句“我們的征途是星辰大海”，就讓我們一起腳踏實地，翱翔宇宙吧~
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