天文學家捕獲首張黑洞照片！
人類首張黑洞圖片。（圖據央視）
4月10日21點，事件視界望遠鏡(EHT)項目主任謝潑德·多爾曼在中國上海向全球宣布。
據介紹，此次發布的黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質量星系 M87中心的黑洞，其距離地球 5500萬光年，質量為太陽的 65 億倍。該圖像的許多特徵與愛因斯坦廣義相對論的預言完全相一致，在強引力極端環境下進一步驗證了廣義相對論。通過研究這個圖像，人類將揭示出黑洞這類天體更多本質。
上海：人類史上首張黑洞照片問世 全球多城同步發布。（圖據視覺中國）
天文學家捕捉到的第一張黑洞圖像，預示著我們對宇宙中最神秘物體的理解將發生一場革命。這張照片顯示的是一個由塵埃和氣體組成的光環，它勾勒出了一個巨大黑洞的輪廓。
實際上，黑洞本身是看不見的，它更像是一個宇宙的旋轉門，光和物質都無法從中逃脫。但是此次觀測第一次將天文學家帶到了它的臨界點，照亮了所有已知物理定律都無法逾越的視界。
這張突破性的照片由事件視界望遠鏡(EHT)拍攝，這是一個由8架射電望遠鏡組成的網絡，覆蓋了從南極洲到西班牙和智利的多個地區，參與拍攝的科學家超過200人。
謝潑德·多爾曼表示:“黑洞是宇宙中最神秘的物體，我們看到了我們認為看不見的東西，我們拍了一張黑洞的照片。”
這張照片讓我們第一次直接看到了黑洞的吸積盤，這是一個由氣體和塵埃組成的模糊的甜甜圈形狀的圓環，不斷地“餵養”著黑洞內部的“怪物”。
黑洞為啥一邊亮一邊暗？一側粒子的速度更快
據《衛報》介紹稱，EHT接收吸積盤內粒子發出的異塵餘生，這些粒子在以接近光速的速度繞黑洞旋轉時被加熱到數十億度，然後消失在黑洞中。
在這張圖片中，光環看起來像月蝕，這是因為旋轉向地球的圓盤一側的粒子被更快地拋向我們，因此看起來更明亮。黑洞內部的黑影標誌著視界的邊緣，也就是無法返回的點，超過這個點，任何光或物質都無法以足夠快的速度逃離黑洞不可阻擋的引力。
黑洞最早是由愛因斯坦的相對論預言的——儘管愛因斯坦本人對黑洞是否真的存在持懷疑態度。從那以後，天文學家們積累了大量的證據，證明這些宇宙中的神秘存在就在那裡，包括最近發現的引力波。
物理學家愛因斯坦（圖自：視覺中國）
但是，黑洞是如此的小、黑暗和遙遠，直接觀測它們需要一台分辨率相當於在月球上看到百吉餅的望遠鏡。這曾經被認為是一個無法克服的挑戰。
而此次，EHT綜合了來自世界8個主要射電天文台的數據，包括智利的阿塔卡馬大型毫米陣列(Alma)和南極望遠鏡的數據，獲得了必要的支持，創造了一個相當於地球大小的巨大望遠鏡。
2017年開始觀測時，EHT有兩個主要目標。首先是人馬座A*，銀河系中心的黑洞，它的質量大約有400萬個太陽。第二個目標是M87星系中的一個超大質量黑洞，相當於60億個太陽的光和物質消失在黑洞中，而後者正是此次披露的黑洞照片的主角。
美國宇航局錢德拉x射線天文台拍攝的人馬座A*的遠景。（圖自：NASA）
2017年的一個晚上，一切都聚在了一起
該項目的成功取決於同時在幾個大陸上晴朗的天空和八個遙遠的團隊之間的精細協調。在不同地點的觀測是用原子鍾來協調的，原子鍾被稱為氫脈澤，精確到每1億年一秒鐘。
直到2017年的一個晚上，一切都聚在了一起。“我們非常幸運，氣象非常好，”總部位於倫敦大學學院的EHT合作成員Ziri Younsi說。
這些射電望遠鏡產生的數據量也是空前的——一個晚上EHT產生的數據就和大型強子對撞機一年產生的數據一樣多。這意味著要等上幾個月才能拿到南極的數據，而南極的數據只能在南極冬季結束時發出。
這些觀測結果已經讓科學家們對黑洞附近的奇妙環境有了新的認識，那裡的引力是如此之大，以至於我們所知道的現實已經扭曲得面目驚心。
天文望遠鏡，資料配圖。（圖據視覺中國）
在視界上，光在黑洞周圍彎曲成一個完美的圓圈，這意味著如果你站在那裡，你就能看到自己的後腦杓。
此次觀測還提供了迄今為止愛因斯坦廣義相對論最嚴格的測試之一，廣義相對論預測了黑洞光環的圓形形狀，與EHT所觀測到的一致。
科學家們還希望了解更多關於噴流的起源，噴流從一些黑洞的兩極以接近光速噴射而出，創造出可以在宇宙中被發現的明亮的信標。
遺憾：內部結構仍然成謎
然而，這些觀測結果還沒有揭示出黑洞神秘的內部結構。
“黑洞不是視界，而是它的內部。它可能是視界內的什麽東西，一個奇異的物體在表面下盤旋，或者它可能是中心的一個奇點……或者是一個環，”Ziri Younsi說。“此次觀測還沒有給我們解釋裡面發生了什麽。
EHT科學委員會主席海諾·福爾克說:“對我來說，最大的問題是我們是否能超越這個極限（黑洞的視界）。答案可能是否定的。“這令人沮喪，但我們必須接受。”
在新聞發布會上，現場科學家表示，將在未來更多地區增加新的觀測點，以便進一步提升觀測的精確程度。
紅星新聞記者翟佳琦 綜合編譯報導
編輯 龔銳
香港九龍灣馬來街興發大廈15樓D室