黑洞是近年科學領域的熱門話題，2020年諾貝爾物理學獎頒發(fā)給了三位進行黑洞相關研究的科學家。除此之外，人類首張黑洞照片也是學術界的大明星。第三屆世界頂尖科學家論壇科學前沿話題講堂，邀請到拍下這張照片的事件視界望遠鏡（EHT）項目負責人謝普德?多爾曼，介紹黑洞研究的最新進展。

謝普德?多爾曼(Sheperd Doeleman)，美國天體物理學家，哈佛大學-史密森天體物理學中心的資深研究員，事件視界望遠鏡項目的負責人。

他因其“用相當于地球大小的望遠鏡陣列，為人類拍下首張超大質量黑洞的照片”而獲得2020年度基礎物理科學突破獎。

多爾曼指出，人類如今生活在一個研究黑洞和相關物理學的黃金時代。而EHT項目的主要目的就是為了捕捉一張黑洞圖像。

通過激光干涉引力波天文臺（LIGO）取得的引力波探測數(shù)據(jù)，科學家們在觀察黑洞周圍恒星軌道的同時測算了黑洞的質量。而EHT項目則讓科學家們對黑洞的事件視界邊緣有了更為深刻的了解，通過數(shù)據(jù)檢驗其是否能夠最大程度地接近其預言的黑洞，來驗證愛因斯坦的廣義相對論。

在驗證廣義相對論的基礎上，黑洞數(shù)據(jù)還能夠在實驗室里被用作極端實驗，優(yōu)化廣義相對論的實驗驗證，同時了解黑洞是如何向星系中心提供能量，形成人類所看到的壯觀景象。

事件視界望遠鏡的主要目標之一，是觀察黑洞在夜空中產生的活躍現(xiàn)象。多爾曼通過運用事件視界望遠鏡觀察的兩個天體，以及相關的圖像對此進行更為詳細的說明。

第一個天體是人馬座A*。今年諾貝爾物理學獎的獲獎團隊觀察了圍繞人馬座A*運行的恒星軌道，通過這條軌道可以測算出這個物體的質量相當于400萬個太陽。這個天體與地球的距離相當于地球與銀河系中心之間的距離，這是迄今為止科學家所見過最好的，最能表明銀河系中心，甚至是其他星系存在超大質量黑洞的證據(jù)。

第二個天體是M87星系。天文學家希伯?柯蒂斯于1918年發(fā)現(xiàn)這個星系的物質噴流。宇宙中幾乎沒有其他的能量源可以解釋這些在大約10%的星系中都能看到的相對論性噴流，只有通過旋轉超大質量黑洞所產生的引力吸積才能提供這么大的能量。

多爾曼通過全球毫米波特長基線陣列圖——目前噴流中心區(qū)域顯示度最好的圖像，來解釋“黑洞陰影”的光環(huán)?！昂诙搓幱啊敝傅氖菑妮^遠距離觀察黑洞時，多條光線在黑洞周圍發(fā)生彎曲的現(xiàn)象。如果能觀測記錄到圍繞超質量黑洞周圍的這圈可視物質，就能立馬驗證愛因斯坦的理論，還能測量黑洞本身的質量，證實科學家對黑洞的其他信息作出的估算。

在研究過程中，多爾曼團隊面臨的重大挑戰(zhàn)之一，就是捕捉黑洞事件視界。只有1mm的波長可以跨越重重困難，從事件視界抵達到望遠鏡。觀測黑洞所需的角分辨率大約是20微角秒，小于黑洞陰影部分的數(shù)值。但由于可見的角直徑微乎其微，傳統(tǒng)望遠鏡的分辨率無法做到這一點，因此重新設計干涉儀成為了多爾曼團隊研究的重點。

為了重新設計干涉儀，多爾曼團隊運用和光學望遠鏡運作原理類似的甚長基線干涉測量技術，通過將多個分布于世界各地的望遠鏡組成一個大型虛擬望遠鏡面網絡，將清晰的信號數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)擬合。經過實驗，多爾曼團隊獲得了和預期基本一致的數(shù)據(jù)，再一次驗證了原本的假設。

在提到EHT項目未來的推進情況時，多爾曼表示，研究團隊會在目前使用的觀測點建造望遠鏡并改進陣列，爭取再現(xiàn)噴流噴射區(qū)域的所有細節(jié)。在下一階段的EHT項目中，實現(xiàn)實時觀測人馬座A*的演化過程，并針對黑洞是如何噴射高能噴流這個疑問給出答案。

EHT是一個國際大科學項目，其成員遍布全球各地。多爾曼特別向來自不同國家的團隊成員致謝，并強調了全球合作解決共同面臨難題的重要性。