盡管 2019 年還沒(méi)有結束，但要說(shuō)起今年重大的科學(xué)發(fā)現，人類(lèi)首張黑洞照片的發(fā)布，必須是上榜的發(fā)現。

　　今年 4 月份，全球多地聯(lián)合發(fā)布了人類(lèi)首張黑洞照片。人類(lèi)首次“拍”到了 5500 萬(wàn)光年之外，位于遙遠的 M87 星系中央，質(zhì)量約為太陽(yáng)的 65 億倍的黑洞照片。

　　第一次看到這張照片時(shí)，它符合你對黑洞的想象嗎?許多人開(kāi)始調侃它的樣子，大開(kāi)腦洞。那么對于參與黑洞照片制作的人來(lái)說(shuō)，對這張照片的第一印象如何，符合他們對黑洞的期待嗎?

　　“有意思的是，我們第一次發(fā)布這張照片的時(shí)候，感覺(jué)也沒(méi)什么，就是一張很酷的照片而已。但發(fā)布會(huì )結束后，我們發(fā)現地球上所有新聞機構的封面都是這張照片，然后我們開(kāi)始擔心了。

　　它的影響如此巨大，而我們?yōu)樗ぷ髁撕荛L(cháng)的時(shí)間，過(guò)程中完全不知道自己最終能否成功。”在 2020 年度科學(xué)突破獎(Breakthrough Prize)的頒獎典禮上，EHT 項目負責人，哈佛-史密森尼天體物理中心的謝潑德·杜勒曼(Shep Doeleman)接受澎湃新聞采訪(fǎng)時(shí)，這么描述自己第一次見(jiàn)到這張照片的感受。

　　EHT 項目也因此獲得了 2020 年科學(xué)突破獎——基礎物理學(xué)獎。

　　事件視界望遠鏡(EHT)項目組即人類(lèi)首張黑洞照片的背后團隊。EHT 的拍攝目標之一，是位于 Messier 87 星系中心的超大質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量相當于 65 億個(gè)太陽(yáng)。運用全新的算法和技術(shù)，研究團隊經(jīng)過(guò)艱苦的數據分析，終于呈現了這只“星系怪獸”的圖像：中心黑色的黑洞剪影，被周?chē)D的熾熱氣體環(huán)繞。

　　這張照片也驗證了愛(ài)因斯坦引力理論對黑洞的預測：由于光線(xiàn)無(wú)法掙脫黑洞的引力，在黑洞周?chē)?，存在一個(gè)由光線(xiàn)構成、環(huán)繞中心黑色區域旋轉的亮環(huán)。

　　在采訪(fǎng)中，杜勒曼向澎湃新聞介紹了團隊工作中的挑戰和趣事，未來(lái)的研究打算，以及合作在科學(xué)研究中的作用。

　　根據愛(ài)因斯坦引力場(chǎng)方程的計算，如果大量物質(zhì)集中于空間一點(diǎn)，奇點(diǎn)周?chē)鷷?huì )形成時(shí)空扭曲的“視界”，一旦進(jìn)入這個(gè)界面，連光子也無(wú)法逃逸。這個(gè)預測在 1916 年被提出來(lái)，不過(guò)，直到 1967 年，普林斯頓大學(xué)核物理學(xué)家約翰·惠勒才在一場(chǎng)講座里首次使用了“黑洞”(black hole)這個(gè)詞匯，并迅速流傳開(kāi)來(lái)。

　　早在 2017 年 4 月，EHT 項目組就開(kāi)始了對黑洞的聯(lián)合觀(guān)測，而技術(shù)和理論工作則開(kāi)始的更早。

　　據杜勒曼介紹，成功捕捉到黑洞的影像，更多依靠的是天時(shí)地利人和。原因之一是團隊需要升級和連接部署 8 個(gè)現有的射電望遠鏡來(lái)組成全球網(wǎng)絡(luò )，包括 ALMA、APEX、IRAM30 米望遠鏡、JamesClerkMaxwell 望遠鏡、大毫米波望遠鏡(LMT)、亞毫米波陣(SMA)、亞毫米波望遠鏡(SMT)和南極望遠鏡(SPT)。

　　而這些望遠鏡分布在各種具有挑戰性的高海拔地區，包括夏威夷和墨西哥的火山、亞利桑那州的山脈、西班牙的內華達山脈、智利的阿塔卡馬沙漠以及南極點(diǎn)。此外，用來(lái)計算院士觀(guān)測數據的專(zhuān)用超級計算機也分布在不同的地點(diǎn)，分別在馬普射電所和麻省理工學(xué)院海斯塔克天文臺。

　　“這就是為什么我說(shuō)第一次看到這張照片的時(shí)候，感覺(jué)很奇怪。因為所有的東西都需要結合在一起，并能同時(shí)工作。需要技術(shù)、望遠鏡、計算機，但更重要的，需要這個(gè)黑洞配合。我們能控制望遠鏡，能控制計算機，但是我們無(wú)法控制黑洞。真的感謝這個(gè)特別的黑洞，我們最終呈現了它的光圈，并證實(shí)了愛(ài)因斯坦的預測。如果它不配合，我們可能現在還在尋找。”杜勒曼說(shuō)。

　　拍到了黑洞照片后，EHT 的工作就結束了嗎，下一步計劃是什么?“我們拍到了一張黑洞的照片，后來(lái)我們將望遠鏡增加到了 11 臺，我們剛獲得新的研究資金，可以在最好的位置找到最佳的觀(guān)測點(diǎn)。有了之前的望遠鏡，更多網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的支持和計算是能力的提升，未來(lái)我們想做的有兩點(diǎn)。一是能拍張更好的黑洞照片，二是未來(lái) 10 年里能拍到黑洞視頻。”杜勒曼稱(chēng)。

　　杜勒曼介紹，依靠現有的數據和計算機模型，EHT 團隊已經(jīng)在模擬黑洞的運動(dòng)影像。
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