第一張黑洞照片要來了：既然光都沒法逃脫，爲什麼還有照片呢？

　　據中國科學院發佈消息，北京時間4月10日21點整，人類首張黑洞照片即將在全球六地同步發佈。

　　多年來，事件視界望遠鏡(EHT)一直凝視着銀河系的中心，試圖獲得一張人馬座A*位置的照片，這是我們銀河系中心特大的質量黑洞。

　　我們知道黑洞本身實際上是不可見的，它們吸收所有的電磁輻射，這意味着我們的任何望遠鏡都無法探測到它們。

　　那這次爲什麼可以得到一張照片呢，這張照片是怎麼來的呢？

　　黑洞模擬圖

　　爲什麼沒有黑洞照片

　　儘管黑洞在科學中是那麼迷人，那樣激發人的想象力，但沒有哪位天文學家真正見過黑洞。

　　黑洞是由大質量恆星自身坍縮而形成的，揭示了物理學的極限，是有着無限大密度，無限小體積的天體。沒有任何東西可以逃脫，即使是光。

　　天文學家推測，一些黑洞可能是在大爆炸後的早期混沌宇宙中形成的。

　　試圖觀察黑洞的最大問題是，即使是超大質量黑洞(質量是太陽的數百萬倍)也相對較小。

　　我們天空中最大的黑洞是銀河系中心的黑洞，給它拍照就相當於在月球表面拍一張DVD。

　　更重要的是，由於黑洞的強大引力，它往往被其他明亮的物質包圍，這使得很難看到物體本身。

　　這就是爲什麼在尋找黑洞時，天文學家通常不會嘗試直接觀測。相反，他們尋找黑洞引力和輻射影響的證據。

　　通常測量恆星和氣體的軌道，這些恆星和氣體似乎圍繞着天空中非常暗的‘點’旋轉，再測量那個暗點的質量。

　　如果測量的“點”（天體），得到質量比我們測量其他天體都大，而且顏色更黑暗，那麼就會被認爲這是一個黑洞。

　　在我們星系中心的大黑洞周圍甚至可能有多達20000個較小的黑洞。

　　黑洞只有在消耗物質時纔會釋放x射線，但這些吞噬一切的黑洞實際上非常罕見。更常見的情況是，黑洞仍然無法被探測到。

　　所以我們現在看到的很多黑洞的照片，只能說是藝術加工想象出來的圖片。

　　但是，從理論上看，看到視界（黑洞的邊界稱）是可能的，儘管並不容易。視界是黑洞外的一點，在那裏光不再能達到逃逸速度。

　　但這個視界很可能被一個吸積盤所包圍，吸積盤是圍繞黑洞旋轉的一個明亮的、能量極高的物質環。

　　事件視界望遠鏡分佈

　　這張照片如何拍攝的

　　我們銀河系的中心，在人馬座和天蠍座的邊界附近，存在着一個超大質量黑洞。

　　這個被稱爲人馬座A* (Sgr A*)的時空吞噬區域橫跨2700多萬英里的距離，據估計有一個吸光核心，是太陽質量的400萬倍。

　　由於它與地球的距離相對較近，相隔“只有”26,000光年，它也是少數幾個被觀測到影響附近物質流動的黑洞之一。

　　準確的說，不是直接拍攝銀河系中心的黑洞。實際上是要給它的影子拍張照片。它的側影將在銀河系中心輻射的背景下滑動。這張照片將首次揭示黑洞的輪廓。

　　儘管人馬座A* 的體積巨大，但它離我們足夠遠，所以對任何一臺望遠鏡來說，捕捉到它都是巨大挑戰。

　　人馬座 A*（Sgr A*）

　　或許需要比哈勃太空望遠鏡分辨率高1000倍以上才能完成。不過，天文學家決定創造更大的望遠鏡——整個地球。

　　2018年4月，天文學家同步了全球射電望遠鏡網絡，以觀察人馬座A*的直接環境。

　　這就是事件視界望遠鏡(EHT)，一個虛擬的行星大小的天文臺，能夠在很遠的距離捕捉到前所未有的細節。

　　如果真正去建立一個巨大望遠鏡，這樣的遠鏡可能會在自重下崩潰，所以組合了八個天文臺，就像巨型鏡子的碎片。

　　這給了我們一個和地球一樣大的虛擬望遠鏡——直徑大約10000公里。

　　哈珀太空望遠鏡

　　“拍攝”及處理遇到的挑戰

　　八個天文臺的射電望遠鏡以原子鐘的超高精度相互鎖定，捕捉到了大量關於人馬座A*的數據。

　　據歐洲南方天文臺稱，它的阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡(ALMA)是視界望遠鏡的合作伙伴之一，僅它就記錄了超過1pb的黑洞信息。

　　由於信息數據巨大，無法通過互聯網傳送，物理硬盤需通過飛機運送，然後輸入位於馬薩諸塞州劍橋市麻省理工學院海斯塔克天文臺(MIT Haystack Observatory)和德國波恩市馬普射電天文研究所(Max Planck Institute for Radio Astronomy)的計算集羣(稱爲相關器)。

　　然後研究人員必須整理和分析這些數據，之後就是等待了計算機結果。