下图就是人类史上首张黑洞照片。嗯，没错，你之前看到的黑洞图片都是科学模拟或艺术的结晶体，而这张才是货真价实用“照相机”拍出来的实际画面。

- 人类史上首张黑洞照片/来源Nature -

这分明和之前流传的图差不多嘛！你知道这是为什么吗？这就要归功于人类的智慧啦，尤其是爱因斯坦的绝世智慧！

上世纪初期，阿尔伯特·爱因斯坦提出了广义相对论，将引力更改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空，以取代传统对于引力是一种力的看法。根据这个理论，他提出了多个预言。

本次黑洞首张照片证实的预言是：当一个物体的质量不断塌缩，就能隐蔽在黑洞的半径也就是事件视界（event horizon) 之内——在这一黑洞的“势力范围”内，引力强大到连光都无法逃脱，将能弯曲时空。

- 黑洞形成瞬间的模拟图 -

其实广义相对论在历史上也曾被证实过，比如1919年利用日全食测量太阳附近恒星的位置远离日面的幅度就符合广义相对论的预言。

根据爱因斯坦的理论与计算，后人画出了模拟理论图，从而给艺术家们提供了创作的蓝本。如何验证他的猜想是正确的呢？如何证实黑洞确实存在呢？那就是当假设与结论近乎一致时，假设就成立了。很显然那个模拟的理论图是“假设”，见下方右图；这次的照片是“结论”，见下方左图。下面请你来决定是否要给爱因斯坦鼓掌了～

- 发布会现场直播截图 -

接下来我们仔细观察这张宝贝照片，挖掘下它背后的故事吧！

拍照“六要素”

拍摄时间：2017年4月5日-4月14日，共拍摄10天

拍摄地点：地球

使用器材：“事件视界望远镜”（Event Horizon Telescope , EHT），这是一个行星级别的望远镜阵列，由位于世界各地的8台地基射电望远镜经由国际合作而构成

- 给黑洞“拍照”的一个射电望远镜阵列/来源美国哈佛-史密森天体物理学中心官网 -

拍摄对象：室女座星系团中超大质量星系Messier 87（M87）中心黑洞，距离地球5500万光年，质量为太阳的65亿倍

后期处理：冲洗了2年

摄影师：包括中国在内的十几个国家（地区）的200多名科学家形成的EHT这一重大国际合作计划

幕后花絮

我国天文学家参与了这项全球超大黑洞观测

EHT项目有来自非洲、亚洲、欧洲、北美洲、南美洲的200余名研究人员参与，是全球团队合作的典范。EHT项目获得美国国家科学基金会（NSF）、欧盟欧洲研究理事会（ERC）和包括中国科学院天文大科学中心（CAMS）在内的东亚资助机构支持。CAMS由中科院国家天文台、紫金山天文台和上海天文台共同建立，是EHT的一个合作机构的成员。上海天文台牵头组织协调国内学者通过该合作机构参与此次EHT项目合作。

黑洞不是会吸收所有光线吗？如何成像的？周围像“甜甜圈”的光环是什么？

没错，我们是看不到黑洞的，但是可以看到它的阴影。黑洞周围有很多气体，会被黑洞强大的引力吸引，那个光圈是光被吸进去之前最后的“遗像”，实际黑洞比中间黑影还要小一些。那个光环实际是气体往黑洞下落过程中变得非常热，所以会发出很强的辐射，我们看到的其实是这些气体的辐射。

这个“望远镜”到底有多大？

EHT是一个通过国际合作实现的、由8个分布在各种具有挑战性高海拔地区的地面射电望远镜组成的观测阵列和全球网络，旨在通过形成一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜来捕捉黑洞图像，所达到的灵敏度和分辨本领都是前所未有的。简单说，这8个望远镜组合起来的力量相当于一个口径近乎地球大小的望远镜。这些望远镜的分布见下图：

- 望远镜在全球分布示意图，红点代表望远镜所在地/来源Nature -

参与此次观测的望远镜包括ALMA、APEX、IRAM 30米望远镜、James Clerk Maxwell望远镜（JCMT）、大毫米波望远镜（LMT）、亚毫米波阵（SMA）、亚毫米波望远镜（SMT）和南极望远镜（SPT），随着IRAM NOEMA天文台、格陵兰望远镜和基特峰望远镜的加入，未来EHT的灵敏度还将显著提高。

望远镜的口径越大，分辨率就会越大。EHT的分辨率由于口径大，基线多且拉得很长，让分辨率提高了上万倍。在此次发布会的直播中，国家天文台黑洞研究小组首席科学家苟利军介绍到，增加探测的灵敏度也很重要，即真实的有效面积，才能更好地呈现。好比瞳孔大会看得更清楚。为了实现这一点，EHT记录的数据是很庞大的，高达32G每秒。

为什么要“冲洗”2年这么久的时间？

这是因为宇宙中干扰拍摄的因素很多，这组黑洞照片是经过背景音去除等工作获得的，所以用时较长。

之前有报道称，被拍摄的黑洞有两个，为何照片出来后只有一个？

所涉及的这两个黑洞分别是银河系中心黑洞人马座Sgr A*、室女座星系团中超大质量星系Messier 87（M87）中心黑洞。因为我们所处的位置不太好，再银河系银盘之上，而银河系又是旋涡星系，有大量气体，对观测有很大干扰，比如吸收光线，散射光线，人马座会被散射得变大，从而不够清晰。而M87距离我们更远，所以最终观测的是M87。

Q&A

- 中国科学院国家天文台副研究员、考古天文学家黎耕 -

记者：这组黑洞照片有什么重要意义？

黎耕：这是人类第一次真正“看到”黑洞，也再一次证实了爱因斯坦的广义相对论预言是完全正确的；

记者：这组黑洞照片拍摄10天却经过长达2年的背景音去除才获得，请问背景音是什么声音呢？是噪音吗？声音大吗？人类能承受这个声音的强度吗？

黎耕：在黑洞附近因为受到强大引力场的影响，气体的状态十分不稳定，因此需要经过严密的信号处理，去除没有用的噪声，过滤出有用的观测信号。这个噪声不是我们耳朵听到的噪声，只是观测到的背景信号而已；

记者：根据理论计算，银河系中应该存在上亿个恒星量级的黑洞，但是目前得到确认的不到20个。请问符合什么条件的星体可以称之为黑洞？

黎耕：黑洞包括恒星级黑洞，就是比太阳还要大10倍以上的恒星在演化末期爆炸产生的黑洞，还有星系中心的超大质量黑洞，因为黑洞的引力非常大，以至于光子都无法逃脱，因此观测黑洞对于我们而言具有很大的难度；

记者：黑洞是随时随地都可能生成的吗？会不会在地球周围突然出现一个黑洞，把地球吸进去呢？

黎耕：问题3已经说了，黑洞一般是恒星演化末期爆炸产生的，所以不会突然产生。再过50亿年太阳到了生命末期也会膨胀变大，地球会被吞没，不过太阳也变不成黑洞，而是变成白矮星；

记者：目前已知的黑洞，和地球之间的相对位置有过改变吗？是否有相互靠近的现象？地球在银河系的位置是否会变化？距离黑洞多近的距离才会被吸进去？

黎耕：已知的黑洞距离地球都很遥远，如果说位置其实还是在改变的，只不过在我们看来变化量非常非常小；

记者：请解析下黑洞、白洞、虫洞之间的关系，白洞和虫洞是否也能在将来被拍摄到？

黎耕：相比黑洞而言，白洞和虫洞基本还停留在理论和想象当中。黑洞的引力非常大，所有的物质都会被吸进去，那么同样也可能存在白洞这样正好相反的，把所有的物质都吐出来。虫洞则是连接不同空间之间的通道，理论上通过虫洞可以让快速的星际旅行成为可能性。目前为止，白洞和虫洞只是概念，在将来当然有可能有朝一日被观测到。

这张黑洞照片凝结了人类的智慧，为深入探索宇宙跨出了很大的一步，必将载入历史上最重要的相册之中。

嘿！黑洞～我们终于见到你的容颜，彻底相信你是真实存在的了！

这是人类的一次联合行动，齐心协力共同探索宇宙。中科院上海天文台台长沈志强说：“对M87中心黑洞的顺利成像绝不是EHT国际合作的终点站，我们期望也相信在不久的将来EHT会有更多令人兴奋的结果。”

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