这张开创性的黑洞照片提出了一些重大问题

想要偷窥黑洞是一件非常困难的事情。即使是宇宙中已知的速度最快的光也无法逃脱其巨大的引力。哈佛大学高级研究员、哈佛-史密森天体物理中心事件视界望远镜 (EHT) 主任谢普·多尔曼 (Shep Doeleman) 表示：“黑洞的设计就是为了不泄露其秘密。”

2019 年 4 月，多尔曼和他的同事透露了秘密，向世界展示了第一张超大质量黑洞的照片。这个庞然大物位于室女座 M87 星系，距离我们 5500 万光年。这一重大发现可能有助于解答我们关于宇宙的一些最重大的问题。

天体物理学家于 1967 年创造了“黑洞”一词，几十年来，这种神出鬼没的巨兽一直吸引着我们，这是有原因的。每个黑洞都有一个密度巨大的中心——M87 内部的中心质量是太阳的 65 亿倍。这会产生巨大的引力，几乎吸收附近的所有物质。然而，在中心周围有一个可见的无可挽回点，称为事件视界，气体和碎片在此形成发光轮廓。但有一个问题：在浩瀚的宇宙中，黑洞非常小（它们的密度相当于将一颗比太阳还大的恒星挤进纽约市）。辨认 M87 的标志就像从你家后院看到月球上的 25 美分硬币一样。

EHT 可以胜任这项任务，因为它实际上不是望远镜。而是八台这样的望远镜。这个国际地面无线电仪器网络采用一种名为甚长基线干涉测量法的技术，其中一组原子钟同步阵列以观察共同的目标。组合起来，各个设备就变成了一个单一的望远镜——EHT。它们接收事件视界发射的波，大型计算机将信号转换成视觉上代表物体的数据，然后人类对其进行清理并拼凑成图像。

2017 年 4 月，EHT 用四天时间将其观测小组对准 M87，凝视该星系的超大质量黑洞，以前所未有的灵敏度捕捉到这些信号。全球 200 多位科学家花了两年时间将数据转化为发光的橙色快照。（它看起来像一个模糊、变形的甜甜圈，所以我们制作了上面的版本。）“我们实现了每日双倍的观测——一切都很完美，”Doeleman 说。

宇宙中没有像黑洞这样的环境。能够看到这样的物体为我们提供了一个“天然实验室”，Doeleman 说。我们可以通过观察引力驱动的时空扭曲对光传播的影响来检验关于物体如何在空间中移动的长期理论——比如爱因斯坦的广义相对论。我们还可以研究黑洞如何通过吸收物质来帮助塑造宇宙。用 Doeleman 的话来说，“大自然为我们提供了一个沙箱。”

这个故事最初发表在《大众科学》杂志的“Out There”专栏中。