人類(lèi)史上首張黑洞照片公布。圖片來(lái)源：事件視界望遠鏡合作組織提供
中國日報網(wǎng)4月10日電北京時(shí)間今晚21時(shí)，一場(chǎng)全球新聞發(fā)布會(huì )在中國上海和臺北、美國華盛頓、日本東京、比利時(shí)布魯塞爾和智利圣地亞哥同時(shí)召開(kāi)。發(fā)布會(huì )上，有一張全球200多位科學(xué)家們用八個(gè)望遠鏡（陣）合力拍攝、并“沖洗”了兩年的神秘照片終于與公眾見(jiàn)面。
這張照片成為人類(lèi)有史以來(lái)獲得的第一張黑洞照片。
全球許多媒體都將于今晚直播首張黑洞照片發(fā)布過(guò)程。圖片來(lái)源：美國Space.com網(wǎng)站報道截圖
科學(xué)家要如何“抓拍”到黑洞？
黑洞是一種體積極小、質(zhì)量極大的天體，具有非常強的引力，在它周?chē)囊欢▍^域內，連光也無(wú)法逃逸出去，這個(gè)邊界稱(chēng)為“事件視界”。那么，科學(xué)家們要如何拍到連光都會(huì )吞噬掉的“黑洞”呢？
香港大學(xué)太空研究實(shí)驗室執行主任、曾獲得過(guò)高能天體物理學(xué)最高獎之一“布魯諾·羅西獎”（BrunoRossiPrize）的蘇萌教授在接受本網(wǎng)專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)是這樣解讀黑洞的“黑”的。
香港大學(xué)太空研究實(shí)驗室執行主任蘇萌教授
他說(shuō)，一方面，你可以說(shuō)黑洞本身是很黑的，完全看不見(jiàn)，但是周?chē)奈镔|(zhì)在進(jìn)入黑洞里面的一瞬間是非常亮的，也就是變成黑洞的那一瞬間其實(shí)是最亮的，所以我們現在要拍的是周?chē)镔|(zhì)掉進(jìn)去那一瞬間的照片。我們現在估計銀河系里面有幾億個(gè)、幾十億個(gè)甚至更多的黑洞，但是真正被觀(guān)測看到的，大概也就幾十個(gè)。
新華社報道稱(chēng)，全球科學(xué)家們實(shí)際上嘗試觀(guān)測的就是黑洞的“事件視界”。2017年的4月5日到14日之間，來(lái)自全球30多個(gè)研究所的科學(xué)家們開(kāi)展了一項雄心勃勃的龐大觀(guān)測計劃，利用分布于全球不同地區的八個(gè)射電望遠鏡陣列組成一個(gè)虛擬望遠鏡網(wǎng)絡(luò )，讓人類(lèi)第一次看到黑洞的視界面。這個(gè)虛擬的望遠鏡網(wǎng)絡(luò )被稱(chēng)為“事件視界望遠鏡”（EventHorizonTelescope，EHT），其有效口徑尺寸將達到地球直徑大小。
照片為什么“沖洗”了兩年
自2017年4月EHT啟動(dòng)拍照，至今已經(jīng)約有兩年的時(shí)間了。為什么“黑洞”這張照片用了這么久才“沖洗”出來(lái)？
蘇萌教授稱(chēng)，給“黑洞”拍照不像是手機拍照那樣，立刻就能呈現出來(lái)，它是大量的海量數據，還有很多個(gè)步驟。然后一步一步地把這個(gè)數據從巨大的一個(gè)體量最后變成了照片，讓有用的信息一直保持下去，而把沒(méi)有用的信息剔除掉。還要把大家做的信息統籌起來(lái)，所以是這樣一個(gè)過(guò)程，其實(shí)兩年時(shí)間并不算長(cháng)。
這張神秘照片的意義何在？
美國ABC網(wǎng)站報道截圖
黑洞是愛(ài)因斯坦廣義相對論預言存在的一種天體。100年來(lái)，黑洞理論的研究一直是理論物理中的前沿課題。
蘇萌教授指出，對于黑洞，科學(xué)家們一直沒(méi)能在天體物理真實(shí)世界里給出一個(gè)確切的觀(guān)測。人們只能說(shuō)看到這樣或那樣的信號，如果這些信號不是黑洞的話(huà)很難（用其他理論）去解釋?zhuān)坏@畢竟還是一個(gè)間接的概念?？吹街苯幼C據才算看到了黑洞。此次發(fā)布的這項成果，應該就是對物質(zhì)掉進(jìn)黑洞的那個(gè)階段的觀(guān)測。就是完成了一個(gè)成像的過(guò)程，我認為可以把這個(gè)稱(chēng)為直接的觀(guān)測，所以它對以后對黑洞本身的研究、對黑洞天體物理學(xué)的發(fā)展，以及對世界和宇宙的觀(guān)測都具有更深刻的價(jià)值。
中國科學(xué)家做出了重要貢獻
《南華早報》網(wǎng)站報道截圖
香港《南華早報》報道稱(chēng)，目前尚不清楚參與此次EHT項目的200多名研究人員中有多少來(lái)自中國，但中國的天文學(xué)家為EHT項目做出了重要貢獻是不爭事實(shí)。北京大學(xué)物理學(xué)院天文系主任吳學(xué)兵教授說(shuō)，他所在的天文系就參與了此次項目。
報道進(jìn)一步指出，中國科學(xué)家在資金支持，計算機建模和數據分析方面都做出了貢獻。EHT陣列的觀(guān)測只持續了幾個(gè)小時(shí)，但研究人員花了將近一年的時(shí)間才將碎片圖像合并成一張完整可信的圖片。
“處理的數據量非常大。對于任何一個(gè)國家來(lái)說(shuō)，這都是一項不可能單獨完成的任務(wù)，需要全球合作才能完成。“吳教授說(shuō)。
蘇萌教授稱(chēng)，天文學(xué)本身就是一個(gè)特別重視國際合作的學(xué)科，它的許多成果都是不同文化背景下的眾多國家、團隊、高校為了一個(gè)科學(xué)目標而一起長(cháng)時(shí)間努力而獲得的。比如，一些天文學(xué)的項目，往往幾百人是一個(gè)很正常的規模。所以在EHT這個(gè)項目里面，也是很多國家高校的研究機構團隊參與進(jìn)去，包括中國的科研機構和科學(xué)家，比如中國科學(xué)院上海天文臺便參與了此次國際合作。
蘇萌教授進(jìn)一步指出，現在，在全球重大的天文學(xué)發(fā)現中，已經(jīng)有越來(lái)越多中國團隊的身影，中國科學(xué)家參與到大型的國際合作中，并做出了相應的貢獻。例如，中國在射電干涉方向已經(jīng)積累了相當多的人才。尤其是在正在推進(jìn)的國際大科學(xué)工程——平方公里陣列射電望遠鏡（SquareKilometreArray,SKA）計劃中，中國的貢獻率大幅提升。在很多方面中國技術(shù)起了核心的作用。SKA是當前國際射電天文界的最重要的大型望遠鏡項目，是人類(lèi)有史以來(lái)建造的最龐大的天文設備，將開(kāi)辟人類(lèi)認識宇宙的又一新紀元。
這些年，中國科學(xué)家還為“揭黑”做了這些事兒
《自然-天文學(xué)》雜志網(wǎng)站報道截圖
2019年1月，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文學(xué)系教授王挺貴和劉桂琳課題組在國際頂級科學(xué)期刊《自然》子期刊《自然-天文學(xué)》發(fā)表研究成果，他們利用光譜吸收線(xiàn)光變，首次得到了超大質(zhì)量黑洞所驅動(dòng)高速氣體的物理性質(zhì)分布，證明高速外流氣體有足夠的能量影響星系演化。
超大質(zhì)量黑洞產(chǎn)生的強大輻射可以將其周?chē)鷼怏w電離，并吹向星際空間形成高速外流，對其所在星系造成影響。但受目前觀(guān)測能力限制，人們對外流高速氣體的物理性質(zhì)及其對星系演化的具體影響了解甚少。
phys.org網(wǎng)站報道截圖
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)天文學(xué)系教授王挺貴小組與中國極地研究中心、安徽師范大學(xué)的學(xué)者合作，在距離地球幾千萬(wàn)光年外的NGC3319星系中心發(fā)現了疑似“中等大小”的黑洞。2018年12月，國際天體物理領(lǐng)域權威學(xué)術(shù)雜志《天體物理期刊》刊登了該發(fā)現。
目前人類(lèi)已知的黑洞可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)質(zhì)量在幾倍到幾十倍太陽(yáng)質(zhì)量之間，另一類(lèi)質(zhì)量在幾百萬(wàn)到幾十億倍太陽(yáng)質(zhì)量之間。兩類(lèi)黑洞的質(zhì)量大小極為懸殊，但科學(xué)界一直沒(méi)找到質(zhì)量介于其間的“中等大小”黑洞，這也是天體物理研究中的一個(gè)謎團。
“中等大小”黑洞被認為可能是超大質(zhì)量黑洞的“種子”，學(xué)者們的這次研究與發(fā)現，對于理解超大質(zhì)量黑洞的形成與增長(cháng)之謎有重要啟示。
2015年1月，英國《自然》雜志公布一項研究成果稱(chēng)，以中國天文學(xué)家為主的科研團隊發(fā)現了一顆中心黑洞質(zhì)量約為120億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的超亮類(lèi)星體。圖片來(lái)源：《自然》網(wǎng)站報道截圖
2015年1月，英國《自然》雜志公布一項最新研究成果，以中國天文學(xué)家為主的科研團隊發(fā)現了一顆430萬(wàn)億倍太陽(yáng)光度、中心黑洞質(zhì)量約為120億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的超亮類(lèi)星體。據悉，這是人類(lèi)目前已觀(guān)測到的遙遠宇宙中發(fā)光最亮、中心黑洞質(zhì)量最大的類(lèi)星體。
科研團隊負責人、北京大學(xué)物理學(xué)院天文學(xué)系教授吳學(xué)兵介紹，根據已觀(guān)測到的光譜數據，這顆新發(fā)現的類(lèi)星體，光度是太陽(yáng)光度的430萬(wàn)億倍，距離地球128億光年，比目前已知距離地球最遠130億光年的類(lèi)星體還亮7倍，其中心黑洞質(zhì)量約為120億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，是目前已知的遙遠宇宙中星體中光度最高、黑洞質(zhì)量最大的類(lèi)星體。
這顆超亮類(lèi)星體是中國天文學(xué)家于2013年底利用云南麗江2.4米口徑的望遠鏡首先發(fā)現，隨后又聯(lián)合國外天文學(xué)家，利用美國、智利的多臺大口徑望遠鏡進(jìn)行后續觀(guān)測并最終得到確認的。
(責任編輯：張云文)
