中国科学院上海天文台昨日在上海发布首张黑洞照片 美国华盛顿，“事件视界望远镜”项目主任展示首张黑洞照片
人类史上首张黑洞照片面世！北京时间10日晚9时许，包括中国在内，全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。
这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据，有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。
黑洞是宇宙中最神秘的天体，几乎所有质量都集中在最中心的“奇点”处，在一定范围内，连光线都无法逃脱。
这个边界称作“事件视界”，本次发布黑洞照片就属于“事件视界望远镜”项目。
黑洞
没人见过黑洞究竟是什么
约100年前，以爱因斯坦为代表的伟大科学家预言，大质量恒星在燃料耗尽、生命终结之后会向内部中心区域崩塌、集聚，最终形成黑洞。
在华盛顿、上海和台北、圣地亚哥、布鲁塞尔、东京等地同时召开的新闻发布会上，首张黑洞照片公布在世人面前。
这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体——黑洞，一种体积极小、质量极大的天体，如同一个宇宙“吞噬之口”，连光也无法逃逸。露出真容的黑洞，位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。
拍摄
8个观测点寻找“至暗信号”
给黑洞拍照的难点，在参与此次大科学计划的专家眼中，可以用三个字来形容：“小”“暗”“扰”——细节太小，信号太暗，干扰太多。
黑洞如此遥远，寻找它如同从地球观察月球上的一个橘子，需要的望远镜口径超乎想象。况且，这个望远镜还要足够灵敏，才能“看”得清极其微小的细节。
这是一个难以想象的大科学计划：用分布全球的8个观测点，组成一个口径如地球直径大小的虚拟望远镜。条件苛刻的观测点，包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的内华达山脉、智利的阿塔卡马沙漠、南极点等。
要顺利拍照，不仅要“看”得远，还要选对频道。“对黑洞成像而言，最佳的波段进行观测至关重要，这个波段就在1毫米附近，成像的分辨率相当于能在黑龙江漠河阅读南沙群岛上的一张报纸。”路如森说。
不同的望远镜各有所长。正是给黑洞拍照的这一特殊要求，让包括“中国天眼”在内的一些大型望远镜“束手旁观”。专家解释，这一波段的黑洞电磁波辐射最明亮，而背景“噪音”的干扰又最小。拍照难，洗照也不易。望远镜记录下的海量数据，需要进行复杂的后期处理和分析，才能获取最终的黑洞图像。
以2017年4月的观测为例，每个台站的数据率达到惊人的32GB/秒，8个台站在5天观测期间共记录约3500TB的数据。专家表示，如果是像看电影一样不间断地看，这些数据至少需要500多年才能看完。
成像
黑洞照片冲洗耗时两年
由于光线无法逃出黑洞，科研人员要拍的实际上是黑洞产生的“阴影”以及周围的吸积盘等，从而描绘出黑洞的轮廓。
要拍摄这么远的对象，科学家模拟出口径像地球一样大的望远镜，这就是“事件视界望远镜”，它集合了分布在全球各地的多个射电望远镜。
经大约两年的数据处理及理论分析，照片才成功“冲洗”出来。照片展示了一个中心黑色的明亮环状结构，有点像甜甜圈，也与此前科幻电影《星际穿越》科学顾问根据相对论等模拟的黑洞图片相似。
参与国际合作的中方科学家、中国科学院上海天文台台长沈志强指着这张照片说：“人类拍到的这个黑洞，位于室女座星系团中一个超大质量星系——M87的中心，距离地球5500万光年。我们所在的银河系也是‘室女座’星系团的一员。”
“从照片上看，黑洞的势力范围之内的确漆黑一片，但是势力范围里面，那个质量超大、体积超小的天体到底什么颜色，照片上还看不清楚。”沈志强说。
参与此次国际合作的、论文发表工作组五成员之一、中科院上海天文台副台长袁峰说：“照片中，黑色圆影的中央‘隐藏’着黑洞的真身。圆影外侧新月形的光环是黑洞周围气体发出的光，所以，准确地说，首张黑洞‘写真’拍到的是黑洞的‘轮廓’。”
合作
中国科学家全程参与拍摄积累“话语权”
从首张月背照片到首张黑洞照片，人类观测宇宙的新窗口正在不断打开。在探索宇宙奥秘的征程中，中国也不断贡献着智慧。
我国科学家全程参与了给黑洞拍照这项国际合作，在早期推动这一项国际合作、望远镜观测时间申请、夏威夷望远镜观测运行、后期数据处理和理论分析等方面均做出了贡献。
沈志强说，基础科学研究的国际合作是大势所趋，但很多时候不能只靠经费投入“凑份子”，前期研究和人才积累是取得合作“话语权”的重要因素。
从“中国天眼”（FAST）到“世界巨眼”（SKA），从人类基因组测序到泛第三极环境研究，近年来，中国参与国际合作的广度和深度不断加大，在吸收世界创新养分的同时，也不断贡献中国智慧。
随着全球射电天文学方兴未艾，接连涌现类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射四大天文发现。近年来，我国陆续建成多座射电望远镜，口径从25米到65米再到500米，从追赶到并跑，天文学研究开始逐步跻身一流。
“过去一二十年间，中国在射电天体物理学、天文学等领域取得了巨大进展，在此次国际合作中做出了不可或缺的贡献。”荷兰奈梅亨大学教授海诺·法尔克说，随着中国的射电干涉测量和太空探索能力迅速增长，中国将成为国际科学合作的重要参与者。
黑洞的顺利成像不是终点。
