無論怎樣看， 這個名為“事件視界望遠鏡”（Event Horizon Telescope，簡稱 EHT）的項目都顯得不太靠譜，這些天文學家絕不可能成功。
可事實上，黑洞的照片從未像現在這樣觸手可及！是的，就是黑洞，這令天文學家和好萊塢場景設計師都無比著迷的神秘天體，我們終於可以看到它們的真面目了。
這堪稱一場史無前例黑洞“攝獵”，共有近百名科學家、工程師和技術人員參與其中，調動了散布於全球的 9 個天文台的力量。眾人關注的目標名為人馬座A*。這個黑洞位於人馬座方位（它由此得名），距地球約 2.6 萬光年，相當於 24.6億億千米。是的，就是這麽遠！因為人馬座 A* 處於銀河系的中心，而地球位於銀河系的“郊區”（確切地說位於獵戶旋臂上），所以肯定隔著一大段距離。
這個分離度是一大難題。因為儘管要拍攝的這個黑洞體積頗為龐大——直徑約為太陽的 20 倍，但隔了那麽遠，它就會顯得非常小。觀測的難度相當於人在地球，卻要在月球表面尋找一枚硬幣。但距離還不是該項目遇到的唯一障礙。拍攝對象本身就帶來了難題。
顧名思義，黑洞是黑的。而太空背景也是黑的。換句話說，我們要在黑色的背景中找出黑色的圓點。這對比度太有挑戰性了，不是嗎？
仿佛上述這些還不夠麻煩似的，人馬座 A* 周圍還存在著大量塵氣雲，就如同一片大幕把舞台遮得嚴嚴實實，擋住了我們觀察的視線。這些困難疊加在一起，的確令人氣餒。不過，參與“事件視界望遠鏡”項目的科學家已做好了迎難而上的準備。
你也許會問：他們要用什麽儀器觀測呢？事實上，目前任何一台天文望遠鏡都不具備所需的超高分辨率。為此，天文學家調動了位於世界各地的 9 個天文台，並使用了一種複雜的方法——干涉測量法。
不過，如前所述，科學家還面臨兩個主要障礙：首先是如何透過塵氣雲的“幕布”觀察黑洞，其次是如何在黑色背景中識別黑洞。但事實上，這兩個難關可能已經同時被克服了。要想知道為什麽，我們需要首先普及一下關於黑洞的一般知識。
別指望能看到黑洞的表面：按照黑洞的定義，任何光線都無法逃脫黑洞的引力。因此黑洞在理論上是無法被看到的。然而，我們可以觀察黑洞的“事件視界”，那是我們能夠靠近黑洞而不被吸進去的最近距離。
有些時候，氣體雲會離黑洞太近，於是在後者巨大引力作用下，氣體開始圍繞黑洞旋轉，形成一個物質盤。氣體因摩擦而被加熱，發出強烈的異塵餘生。它的旋轉速度會越來越快，直至穿越事件視界，永遠地消失在黑洞中。 事件視界望遠鏡要觀察的， 正是那圍繞著黑洞輪廓的碟形光環。
是的，但我們首先要想辦法掀開那層幕布，因為塵埃會阻擋可見光。幸運的是，圍繞黑洞旋轉的碟形光環不僅發出可見光，它還會異塵餘生出大量 X 射線、紫外線，甚至射電波。這三種異塵餘生在本質上與光線相同，只是我們無法看到它們，因為人眼缺乏相應的感受器。人馬座 A* 的射電異塵餘生特別強大，事實上人們在 1990年代開始懷疑其存在也正是因為其發出的射電異塵餘生。射電波有著“穿透”塵埃的能力。
為什麽會這樣？ 要知道，光具有波的性質，就像海浪那樣。 想象海中有座小島，通常情況下，海浪會拍打在海島的沙灘上，但當發生海嘯時，小島就無法擋住巨浪了，浪頭會越過小島繼續前進。射電波穿越塵氣屏障的原理與此類似。射電波的波長介於幾毫米到幾厘米之間，遠大於塵埃微粒和氣體分子，因此可以輕鬆地穿透它們繼續向外傳播。相反，可見光的波長要短得多（小於萬分之一毫米），故而無法穿透塵埃。
為了拍攝黑洞的玉照，天文學家將收集毫米級波長的射電信號，因為它們能夠比較不受阻礙地在宇宙空間穿行。所以嚴格地說，科學家想要獲得的並不是傳統意義上的“照片”，而是用“無線電之光”成像的照片。
但請別失望，射電圖像也可以和光學照片一樣美麗：科學家會將各種顏色賦予不同波長的電波，從而將其“轉化”成可見光圖像。就像我們用紅外成像檢驗房屋的保溫性能一樣：雖然紅外線是肉眼不可見的，但計算機能根據不同位置的紅外線強度，相應地給出紅、藍、白等顏色。總之，我們可以很容易地獲得漂亮的圖像。
當然，科學家拍到這張照片後絕不會僅僅把它裝進鏡框掛起來就完事。他們會借此機會驗證這幾年來建立的黑洞計算機模型是否正確。尤其重要的是，可以驗證黑洞的質量（目前估計為太陽質量的 400 萬倍）、直徑以及自轉速度等指標。那麽，什麽時候能看到這張照片呢？別急，2017 年 4 月，該項目對黑洞進行了 10 天的拍攝。由於數據量極為龐大，它們無法通過網絡傳送，因此被儲存在硬碟裡，送往德國馬普研究所和美國麻省理工學院處理。預計我們很快就能看到初步的成果。
這僅僅是一個開始！為了觀測黑洞周圍物質盤的演化，事件視界望遠鏡項目將連續五年對人馬座 A* 進行拍攝。靜止圖像將變成動態影片……這影片雖然未必會像《星際穿越》中那麽令人歎為觀止，但要真實得多。
撰文 Fabrice Nicot
編譯 王師
香港九龍灣馬來街興發大廈15樓D室