黑洞是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)言存在的一種天體，它具有的超強(qiáng)引力使得光也無(wú)法逃脫它的勢(shì)力范圍，這個(gè)勢(shì)力范圍稱(chēng)作黑洞的半徑或稱(chēng)作事件視界。中科院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)介紹，事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）由全球200多位科學(xué)家共同合作，分布在全球的8個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡組成觀測(cè)陣列，通過(guò)一個(gè)口徑如地球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡來(lái)捕捉黑洞圖像。

　　黑洞的存在以極端的方式影響著周?chē)�的環(huán)境，讓時(shí)空彎曲，并將周?chē)�的氣體吸進(jìn)來(lái)。在此過(guò)程中，氣體的引力能轉(zhuǎn)化成熱能，因此氣體的溫度變得很高，會(huì)發(fā)出強(qiáng)烈的輻射。“如此一來(lái)，黑洞就像沉浸在一片類(lèi)似發(fā)光氣體的明亮區(qū)域內(nèi)，我們預(yù)期黑洞會(huì)形成一個(gè)類(lèi)似陰影的黑暗區(qū)域。這正是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論所預(yù)言的，可我們以前從未見(jiàn)過(guò)。”EHT科學(xué)委員會(huì)主席、來(lái)自荷蘭拉德堡德大學(xué)的海諾·法爾克解釋�！斑@個(gè)暗影的形成，源于光線的引力彎曲和黑洞視界對(duì)光子的捕獲。暗影使得我們能夠測(cè)量M87中心黑洞的巨大質(zhì)量�！�

　　根據(jù)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的預(yù)言，由于黑洞的存在，我們將會(huì)看到中心區(qū)域存在一個(gè)由于黑洞視界而形成的陰影（shadow），其周?chē)�環(huán)繞一個(gè)由吸積或噴流輻射造成的如新月?tīng)畹墓猸h(huán)。EHT通過(guò)多個(gè)觀測(cè)校準(zhǔn)以及使用不同成像方法，最終形成了一個(gè)中心暗弱的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，即黑洞陰影。

人類(lèi)捕獲的第一張黑洞照片發(fā)布 央廣記者傅聞捷 攝

　　雖然黑洞經(jīng)常出現(xiàn)在各類(lèi)科幻電影中，但在這次拍照前，天文學(xué)家們只能通過(guò)各種間接的證據(jù)來(lái)表明黑洞的存在。比如，恒星、氣體的運(yùn)動(dòng)透露了黑洞的蹤跡。黑洞有強(qiáng)引力，對(duì)周?chē)�的恒星、氣體會(huì)產(chǎn)生影響，我們可以通過(guò)觀測(cè)這種影響來(lái)確認(rèn)黑洞的存在。或者根據(jù)黑洞吸積物質(zhì)（吃東西）發(fā)出的光來(lái)判斷黑洞的存在。也可以通過(guò)看到黑洞成長(zhǎng)的過(guò)程“看”見(jiàn)黑洞。

　　對(duì)黑洞陰影成像將能提供黑洞存在的直接“視覺(jué)”證據(jù)。除此之外，還可以驗(yàn)證在強(qiáng)引力場(chǎng)的極端環(huán)境下愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，同時(shí)細(xì)致研究黑洞周?chē)�的物質(zhì)吸積和噴流的形成及傳播。“最直接的結(jié)論就是愛(ài)因斯坦是對(duì)的，他的廣義相對(duì)論還是經(jīng)受住了考驗(yàn)，看到這個(gè)圖像不僅證明了廣義相對(duì)論，還有我們對(duì)黑洞的理解，理論的預(yù)言跟我們現(xiàn)在觀測(cè)到結(jié)果非常一致的�！鄙蛑緩�(qiáng)表示。

　　據(jù)了解，要對(duì)黑洞成像，必須要保證望遠(yuǎn)鏡足夠靈敏，能分辨的細(xì)節(jié)足夠小，從而能保證看得到和看得清。滿足這些條件，最好的工具莫過(guò)于1967年出現(xiàn)的甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（Very Long Baseline Interferometry, VLBI）技術(shù)。假定在1毫米波長(zhǎng)觀測(cè)，一個(gè)長(zhǎng)度為1萬(wàn)千米的基線能獲得約21微角秒的分辨本領(lǐng)。目前其工作波段在1.3mm，足以在巴黎的一家路邊咖啡館閱讀遠(yuǎn)在在紐約的報(bào)紙，并且今后波段有望擴(kuò)展到更短的0.8mm。

中科院上海天文臺(tái)研究員路如森講解黑洞原理 央廣網(wǎng)發(fā) 圖來(lái)自網(wǎng)絡(luò)視頻截圖

　　參與此次事件視界望遠(yuǎn)鏡大型的國(guó)際合作項(xiàng)目的科研人員有200多人，其中來(lái)自中國(guó)大陸的學(xué)者有16人。我國(guó)科學(xué)家長(zhǎng)期關(guān)注高分辨率黑洞觀測(cè)和黑洞物理的理論與數(shù)值模擬研究，在事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）國(guó)際合作形成之前就已開(kāi)展了多方面具有國(guó)際顯示度的相關(guān)工作。在此次EHT合作中，我國(guó)科學(xué)家在早期EHT國(guó)際合作的推動(dòng)、EHT望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)時(shí)間的申請(qǐng)、后期的數(shù)據(jù)處理和結(jié)果理論分析等方面做出了中國(guó)貢獻(xiàn)。

　　“我們已經(jīng)取得了上一代人認(rèn)為不可能做到的事情。”哈佛大學(xué)及史密松寧學(xué)會(huì)的EHT項(xiàng)目主任謝潑德·德勒曼表示，“技術(shù)的突破、世界上最好的射電天文臺(tái)之間的合作、創(chuàng)新的算法匯聚到一起，打開(kāi)了一個(gè)關(guān)于黑洞和事件視界的全新窗口�！�