人类首张黑洞照片的三大看点

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■新华

人类获得的第一张黑洞照片出现在4月10日。这项重要的科学成就是由世界上许多国家的研究人员经过几年的合作而取得的。这张照片在科学上有多重要？给黑洞拍照有多难？中国扮演了什么角色？

“具有历史意义”

两百多年前，一些研究人员认为宇宙中有一个质量巨大、引力强大的天体，甚至连光都无法逃脱。一百多年前爱因斯坦提出的广义相对论可以用来计算这个天体的一些性质。但是黑洞作为一个科学术语，直到20世纪60年代才由美国天体物理学家约翰·惠勒提出。

几十年来，黑洞已经引起了无数的遐想，但是没有人知道它的真实面貌。正因为如此，第一张黑洞照片备受期待，被称为天文学中的“非凡科学研究成果”、“重要里程碑”和“历史意义”。

事件视觉望远镜项目科学委员会主席、荷兰奈梅根大学教授海诺·福尔克说，黑洞涉及人类对宇宙的基本理解。“在我们的宇宙中有两种理论，爱因斯坦的相对论描述宏观的，量子力学描述微观的，但是在黑洞的边缘，相对论和量子力学不能协调，在那里可能会发现新的东西。”

亚利桑那大学的天文学副教授丹尼尔·马龙认为黑洞很重要，因为它们在很长一段时间内影响着宇宙的演化。然而，人们并不完全理解黑洞是如何吞噬物质，然后以光速喷射出一些物质，从而影响它们的星系。黑洞照片不仅将为广义相对论提供新的信息，而且有助于理解黑洞喷流的形成过程。

1919年，当日食发生在非洲和南美洲时，人们观察到了光的弯曲，这证实了与广义相对论相关的预测的正确性。一百年后发布的黑洞照片再次支持了广义相对论。不禁让人们想起这句被重复多次的话:爱因斯坦又是对的。

“上一代做不到的事”

由于光线无法从黑洞中逃逸出来，研究人员实际上想拍摄黑洞及其周围吸积盘产生的“影子”，从而描绘出黑洞的轮廓。这张照片拍摄的目标之一是超级巨型椭圆星系中心的黑洞，代号m87。它的质量是太阳的65亿倍，但是它离我们太远了，达到5500万光年。

为了拍摄如此遥远的物体，科学家们模拟了一个直径与地球一样大的望远镜，它被称为“事件视觉望远镜”，是分布在世界各地的射电望远镜的集合。从智利的阿塔卡马沙漠到南极冰盖，从西班牙的山脉到夏威夷的岛屿，八架射电望远镜通过“甚长基线干涉测量法”结合在一起，成功地拍摄了人类历史上的第一张黑洞照片。

经过大约两年的数据处理和理论分析，照片被成功地冲洗出来。照片显示了一个明亮的环形结构，中间是黑色的，有点像油炸圈饼。它也类似于科幻电影《星际争霸》的科学顾问根据相对论模拟的黑洞图像。事件视界望远镜项目的专家认为，这与理论预测是一致的，这也证明了所拍摄的是一个黑洞。

"我们做了上一代人认为不可能的事情。"美国哈佛-史密森天体物理中心项目主任谢泼德·杜勒斯曼(Shepard Dulleman)总结说，“技术突破、世界上最好的射电望远镜之间的合作以及创新算法都汇集在一起，开启了对黑洞的新认识。”

此外，这种合作汇集了全世界200多名研究人员的共同努力，项目协调并不容易。该项目的科学委员会主席福尔克说:“不同的文化、不同的机构、不同的国家和大洲要想在一起工作是不容易的。”然而，如果有一个共同的愿景和共同的梦想，第一次看到黑洞，合作将成为可能。”

“期待中国成为重要成员”

在事件视界望远镜项目中，中国科学院天文科学研究中心(国家天文台、紫金山天文台和上海天文台)参与了位于美国夏威夷的东亚jcmt望远镜对黑洞的观测，许多中国学者撰写了与黑洞照片有关的论文。

然而，中国天文学界很清楚“参与者”的当前角色。中国科学院国家天文台副台长薛穗建指出，这次“参与很重要”，但它为相关科研领域“通过机制参与国际合作组织，逐步发挥越来越重要的作用”树立了一个好榜样。

毫无疑问，“在中国科学界参与的其他重大国际项目如30米望远镜(tmt)中，那些可以预料和不可预测的重大发现将更加令人兴奋。”薛绥建说道。

空台可能是中国未来可以扮演更多角色的地方。福尔克说，为了在未来拍摄更好的黑洞照片，需要一架比地球更大的望远镜，这需要向空.台移动“中国在无线电干涉测量和空台探测方面的能力正在迅速增长，我预计中国在未来将成为这一领域的重要成员。”