首張黑洞照片的花絮

高榮偉

“我很高興地宣布，我們首次看到了曾認為不可見的東西……而這只是開始。”

北京時間4月10日晚，“事件視界望遠鏡”（簡稱EHT）項目組在全球多地同時召開新聞發布會。

這是一場令無數人翹首以吩的新聞發布會。在發布會上，天文學家公布了一張圖片。而這張看似模糊的照片吸引了全球的目光，因為它是人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。

黑洞到底是什么

一時間，黑洞照片刷屏了。

黑洞？什么是黑洞？它為什么叫黑洞？黑洞不是洞，而是類似星球的天體，只允許外部物質和輻射進入。“黑洞的質量是如此之大，它產生的引力場是如此之強，以至于大量可測物質和輻射都無法逃逸，就連傳播速度極快的光子也逃逸不出來。”科學家這樣說。既然這種天體有這樣的性質，我們當然看不見它，所以就把它描述成“黑”的。

黑洞是非常神秘的天體。為了便于理解，我們不妨把它想象成宇宙中的一種監獄。不論什么物質，一旦進入這種“監獄”，就不可能再出“監獄”的大門。

以目前的科技水平，人類還無法觀測黑洞具體是什么樣子。首張黑洞照片中的“主角”，是位于室女座星系團中超大質量星系M87中心的黑洞。它距離地球5500萬光年，質量約為太陽質量的65億倍。

“巨眼”看黑洞

那么，科學家怎么觀測黑洞呢？

有學者指出：直接觀測黑洞需要望遠鏡有很高的分辨率。人們如果采用毫米波望遠鏡觀測，根據公式測算，它的口徑需要相當于地球直徑。這聽起來是不可能做到的事情。

然而，科學家運用智慧，經過努力，居然做成了這件事。

全球多個國家和地區的科研人員組成團隊，開展EHT項目，利用地球上的8臺射電望遠鏡組成了一臺巨大的虛擬望遠鏡——其口徑相當于地球直徑。2年前，這只“巨眼”開始了“拍照”工作。之后，科學家做了大量數據處理工作，對結果的可靠性也謹慎地進行了分析和論證。

黑洞照片與中國

對于世界各國聯手成功“捕獲”黑洞影像并以“天涯共此時”的方式公布，中國人都很激動，因為我國從未缺席。不僅新聞發布會其中的兩場設在中國，而且數種直播語言包括了普通話。

那么，為什么那八大望遠鏡中沒有中國望遠鏡？全球最大的單口徑射電望遠鏡——我國500米口徑球面射電望遠鏡（簡稱FAST）為什么沒有參與EHT項目？這是因為：在每年的幾個關鍵的夜晚，組成“巨眼”的望遠鏡同時（必須原子鐘精確同步）觀測，以阿塔卡馬大型毫米波陣列望遠鏡為中心時，FAST不在有效觀測位置上。即如果把地球比作一面鏡子，鏡面為“巨眼”，那么FAST在鏡子的背面。所以，FAST無法參與EHT項目。此外，這次所使用的望遠鏡都觀測毫米波段（具體觀測波長為1.3毫米），而中國擁有的兩個亞毫米望遠鏡不完全適用，如果要進行聯網VLBI觀測，科學家需要對終端設備進行改造。

雖然硬件沒有直接參與本次“拍照”，但是團隊中的中國科學家有突出的成績：從早期推動EHT國際合作、申請EHT觀測時間，到麥克斯韋望遠鏡觀測運行，再到數據處理和理論分析、漫長的照片沖洗過程，都離不開中國科學家的努力。中國大陸16位科學家和中國臺灣部分科學家全身心投入項目，在多個環節為黑洞照片首發作出了重要貢獻。

這張照片，證實了神秘天體黑洞的存在。為了它，人類插上了想象的翅膀，全世界科學家一起發揮創造力……

組成“巨眼”的八大望遠鏡

西班牙IRAM30米毫米波望遠鏡、南極望遠鏡、位于智利的阿塔卡馬大型毫米波陣列望遠鏡和阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡、墨西哥境內大型毫米波望遠鏡、美國亞利桑那州的亞毫米波望遠鏡以及夏威夷的麥克斯韋望遠鏡和亞毫米波陣列望遠鏡。

參與EHT項目的望遠鏡數量一直在增加：2018年，格陵蘭望遠鏡正式加入;2020年后，美國基特蜂12米射電望遠鏡也將加入……