北京時(shí)間4月10日晚9點(diǎn)，參與EHT（Event Horizon Telescope，事件視界望遠(yuǎn)鏡）計(jì)劃的科學(xué)家們將在比利時(shí)布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國(guó)上海、臺(tái)北、日本東京、美國(guó)華盛頓，以英語(yǔ)、西班牙語(yǔ)、漢語(yǔ)和日語(yǔ)協(xié)調(diào)召開全球新聞發(fā)布會(huì)，公布人類首張黑洞視界照片。在上海，EHT項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院將發(fā)布這一重大成果?？纯葱侣剬⑷讨辈グl(fā)布會(huì)，并對(duì)發(fā)布成果進(jìn)行解讀。

黑洞是什么？

在大多數(shù)人的認(rèn)知中，黑洞是一個(gè)什么都可以吸進(jìn)去的無底洞。實(shí)際上，黑洞和我們熟悉的太陽(yáng)一樣，也是宇宙中的一種球星天體。只是它不像星星那樣明亮，所以充滿了神秘。因?yàn)橘|(zhì)量極大，黑洞的引力也極大，大到哪怕是經(jīng)過它的光，都逃不出它的引力場(chǎng)，因此人類是無法用肉眼看到它的。它就像是一個(gè)黑暗的、巨大而神秘的洞。

黑洞有多大？

黑洞的大小取決于它的質(zhì)量。我們通常用史瓦西半徑來描述。史瓦西半徑是任何具有質(zhì)量的物質(zhì)都存在的一個(gè)臨界半徑特征值，這個(gè)物理學(xué)和天文學(xué)概念比較復(fù)雜，大家只要記?。阂粋€(gè)物體的史瓦西半徑與其質(zhì)量成正比。

太陽(yáng)的史瓦西半徑約為3千米，而地球的史瓦西半徑只有約9毫米。

那么黑洞的史瓦西半徑有多大呢？絕大多數(shù)我們今天能通過種種跡象探知到的黑洞，都是超大質(zhì)量黑洞，它通常來自一顆恒星消亡形成小黑洞后，開始不斷增長(zhǎng)、與其它黑洞合并而形成的。一個(gè)星系越大其中心的超大質(zhì)量黑洞也越大。今天人類拍攝下照片的黑洞位于處女座一個(gè)巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬(wàn)光年，質(zhì)量約為太陽(yáng)的65億倍。

既然黑洞連光都跑不了，那這照片豈不是全黑的？

黑洞很大，能讓光無法逃離它的勢(shì)力范圍。不過在它勢(shì)力范圍的邊緣，引力不那么厲害的地方，光或者其他物質(zhì)還是有辦法逃出“魔爪”的，天文學(xué)上把這一條界限稱為“視界”。

黑洞視界里邊的部分誰(shuí)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(qiáng)大，強(qiáng)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(huì)在黑洞勢(shì)力范圍的周邊聚集起來，形成一個(gè)光環(huán)。天文學(xué)界把這個(gè)光環(huán)稱為黑洞陰影或者黑洞剪影（Black Hole Shadow）。所以人類為黑洞拍攝的這張照片，嚴(yán)格來說應(yīng)該叫黑洞陰影的照片。

看到黑洞視界，對(duì)研究黑洞有什么意義？

黑洞視界是目前人類能夠觸及到的，距離黑洞最近的區(qū)域。不過黑洞視界上的許多現(xiàn)象，早在100多年前愛因斯坦提出廣義相對(duì)論時(shí)就已經(jīng)做出過預(yù)演。限于技術(shù)，人類直到現(xiàn)在，才能第一次真正地通過合成影像的方式，證明愛因斯坦的猜測(cè)。

天文學(xué)家一直認(rèn)為銀河系中心潛伏著一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞，質(zhì)量大約是太陽(yáng)的400萬(wàn)倍，而且也已經(jīng)通過銀河系核心的恒星運(yùn)動(dòng)軌跡確定了它的存在，但是一直沒有拍攝到它的真實(shí)面目。所以這一次給黑洞照相，不但致敬愛因斯坦的猜想，也證實(shí)了天文學(xué)家們的推測(cè)。

我們都知道，黑洞會(huì)吸集周圍的物質(zhì)，就像吃東西。但大胃王也有吃飽的時(shí)候。中科院上海天文臺(tái)副研究員左文文打了個(gè)比方：當(dāng)黑洞吃得足夠多的時(shí)候，某些物質(zhì)和輻射和光也會(huì)沿著磁場(chǎng)線噴出去產(chǎn)生噴流。所以拍攝這張照片和對(duì)這張照片背后數(shù)據(jù)的分析也能幫助科學(xué)家更好地理解黑洞是如何吃東西，黑洞是如何產(chǎn)生噴流的，而且對(duì)于黑洞質(zhì)量的測(cè)量、黑洞是怎么轉(zhuǎn)動(dòng)的、黑洞帶不帶電等性質(zhì)等都能給出一個(gè)限制來。

黑洞是星系的原始形態(tài)，巨大的星系中都有巨大的黑洞。黑洞的存在和發(fā)展，對(duì)恒星及星系的運(yùn)動(dòng)都會(huì)都產(chǎn)生巨大的影響。因此研究黑洞，對(duì)于我們了解和認(rèn)識(shí)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，那么這一次“看見”黑洞，是黑洞研究的又一個(gè)重大突破。

我們是怎樣看到黑洞視界的？

雖然黑洞質(zhì)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的黑洞是目前已知最大的黑洞，而我們與黑洞之間相隔著無數(shù)宇宙塵埃云，根本看不見光，所以我們根本無法用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡來觀測(cè)。

此番給黑洞拍照的，是“事件視界”望遠(yuǎn)鏡，它是由遍布全球的8座射電天文望遠(yuǎn)鏡合作，運(yùn)用VLBI技術(shù)，構(gòu)建起的一個(gè)口徑相當(dāng)于地球直徑的虛擬射電望遠(yuǎn)鏡。2017年4月，來自全球 30 多個(gè)研究所的科學(xué)家們同時(shí)開啟工作，讓這些望遠(yuǎn)鏡同時(shí)聚焦黑洞所在的位置，接收其發(fā)出的各種信號(hào)。

要保證所有8個(gè)望遠(yuǎn)鏡都能看到黑洞，從而達(dá)到最高的靈敏度和最大的空間分辨率，留給科學(xué)家們的觀測(cè)窗口期非常短暫，每年只有大約10天時(shí)間。

為什么黑洞照片要花兩年沖洗？

黑洞的照片是一張數(shù)字照片，類似于你去醫(yī)院拍核磁共振或者CT，系統(tǒng)需要把采集到的數(shù)據(jù)處理成影像才能進(jìn)行沖印。而黑洞照片的數(shù)據(jù)，是全球的8臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡收集的。它的數(shù)據(jù)量，如果換算成高清電影，夠一個(gè)人看上好幾百年。除了量大，不同望遠(yuǎn)鏡取得的數(shù)據(jù)，相互之間還存在匹配方面的難點(diǎn)，因此分析處理這些數(shù)據(jù)，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。

在這張黑洞照片上，中國(guó)科學(xué)家貢獻(xiàn)了什么？

我國(guó)科學(xué)家很早就參與了黑洞研究的國(guó)際合作。在黑洞高分辨率成像、理論研究和數(shù)字模擬研究等方面做了大量工作，也取得了一定成就。這一次全球射電天文望遠(yuǎn)鏡“組團(tuán)”觀測(cè)黑洞，當(dāng)然也少不了中國(guó)科學(xué)家。我國(guó)有16位科學(xué)家，在望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)申請(qǐng)、夏威夷望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)、后期的數(shù)據(jù)分析處理、相關(guān)文章的撰寫等方面深度參與了此次的項(xiàng)目。而上海的天馬射電望遠(yuǎn)鏡也在EHT國(guó)際合作中發(fā)揮了輔助作用。

一直“活在傳說中”的黑洞終于就要露真容了。有人認(rèn)為，電影《星際穿越》中的黑洞“卡岡圖雅”可能是最接近真實(shí)的黑洞影像。那么，讓我們來看看“科學(xué)家版”黑洞照片究竟是什么樣子吧！

（看看新聞Knews記者：張幗霞 實(shí)習(xí)編輯：章婕）