黑洞图像首次揭示: “看到了看不见的东西，” 天文学家说

丹尼斯·奥弗比写的

天文学家周三宣布，他们终于看到了看不见的东西: 一个黑洞，一个宇宙深渊如此之深，如此之密，以至于连光都无法逃脱。

“我们已经暴露了我们从未见过的宇宙的一部分，” 在华盛顿特区举行的周三新闻发布会上，哈佛-史密森天体物理学中心的天文学家谢普·多勒曼 (Shep Doeleman) 说。

这张图片是围绕着被称为梅西耶87的星系中心深处的黑眼圈的倾斜光环的图像，距离这里约5500万光年，类似于索伦的眼睛，再次提醒人们大自然的力量和恶意。这是一个烟圈，构筑了通往永恒的单向门户。

为了捕获图像，天文学家穿越星系间空间到达了处女座星座中称为梅西耶87的巨型星系。在那里，一个比太阳大70亿倍的黑洞正在向太空释放大约5,000光年的剧烈能量射流。

这张照片最终肯定了一个令人不安的想法，以至于爱因斯坦从其方程式中出现了黑洞，也不愿接受它。如果太多的物质挤在一个地方，重力的累积力就会变得势不可挡，这个地方就会变成一个永恒的陷阱，一个黑洞。在这里，根据爱因斯坦的理论，物质、空间和时间走到尽头，像梦一样消失。

在星期三早上，黑暗的视觉变成了内在的现实。当图像被张贴在华盛顿的屏幕上时，欢呼声和喘息声，接着是掌声。

该图像来自对称为Event Horizon望远镜的无线电天线网络的观测进行的两年计算机分析。总共有六座山脉和四大洲的八个无线电观测站在2017年4月连续10天在处女座观察了银河系。

望远镜阵列还监视了位于银河系中心的昏暗的无线电噪声源，称为人马座a * (发音为人马座A星)。在那里，从地球26,000光年，并埋藏在星际尘埃和气体的深处，另一个黑洞，质量410万太阳，几乎可以肯定潜伏。

该网络以黑洞的边缘命名，即不归点; 在事件视界之外，即使光线也无法逃脱黑洞的引力。

几年来，科学文献、新闻媒体和电影，如《星际穿越》和新发行的《高生命》，都以非常复杂和高度学术的黑洞计算机模拟为特色。但是真实的东西看起来不一样。对于初学者来说，电影中的黑洞通常不会像处女座和人马座中的黑洞那样被旋转的，注定的物质的炽热吸积盘包围。

也许更重要的是，这些图像为天体物理学家提供了对黑洞内部的第一眼。其中的能量被认为足够强大，足以为星系核中的类星体和其他暴力现象提供动力，包括从星系m87喷出5,000光年的强烈辐射射流。

当炽热的致密气体在黑洞周围旋转时，就像水顺着排水口流下来一样，强烈的压力和磁场导致能量从两侧喷射。自相矛盾的结果是，潜伏在星系中心的超大质量黑洞可能是宇宙中最发光的物体。

揭幕仪式是在华盛顿特区国家新闻俱乐部和世界其他五个场所的人群面前举行的，几乎是在一个世纪之后，天上的恒星askew的图像使爱因斯坦出名并证实了他的广义相对论作为宇宙定律。该理论将重力归因于物质和能量对空间和时间的扭曲，就像床垫在卧铺下下垂一样，并允许包括光线在内的宇宙内容遵循弯曲的路径。

广义相对论导致了宇宙的新概念，其中时空可以像混合大师一样颤抖，弯曲，撕裂，膨胀，旋转，甚至永远消失在黑洞的花槽中。

令爱因斯坦惊讶的是，这些方程式表明，当过多的物质或能量集中在一个地方时，时空可能会崩溃，永久捕获物质和光。

爱因斯坦不喜欢这个想法，但今天的共识是，宇宙中散布着黑洞，等待着某些东西落入。

许多是恒星的引力墓碑，它们燃烧了燃料并倒塌了。但是其他人蹲在几乎每个星系的中心，其质量比太阳大数百万或数十亿倍。

没有人知道这种虚无的庞然大物是如何组装的。大爆炸原始能量中的密集皱纹？在宇宙的曙光中崩溃并吞噬周围环境的怪物失控恒星？

科学家也不知道落入黑洞的任何东西最终会发生什么，也不知道中心是什么力量，根据数学，我们现在知道密度接近无穷大，烟雾从上帝的计算机中倾泻而出。

三年前，当激光干涉仪引力波天文台 (LIGO) 检测到一对遥远的黑洞的碰撞时，对黑洞现实的任何挥之不去的怀疑消失了，这使时空结构发抖。

此后，还记录了其他碰撞，黑洞变得如此单调，以至于天文学家不再费心发送有关它们的新闻稿。

现在现实有了脸。

证明这些物体确实是黑洞的证据是发现处女座中心的黑暗比黑洞的数学预测要小。但是，天文学家将其缩小的范围越多，他们就越需要工作。

星际空间充满了带电粒子，例如电子和质子; 这些将从黑洞发出的无线电波散射成模糊的区域，从而掩盖了源的细节。“这就像透过磨砂玻璃看一样，” 事件地平线望远镜的主管Doeleman说。

为了穿透雾霾并更深入地看到处女座的阴影，天文学家需要能够将其射电望远镜调谐到更短的波长。他们需要一个更大的望远镜。天线越大，分辨率越高，或者放大，它可以实现。

输入事件视界望远镜，该望远镜以黑洞的不归点命名; 越过事件视界的任何事物都将永远陷入黑暗。望远镜是Doeleman的梦想之子，他受到启发，通过检查m87等暴力射电星系中心的神秘活动来研究黑洞。

通过使用一种称为超长基线干涉测量的技术，结合远至南极，法国，智利和夏威夷的射电望远镜的数据，Doeleman和他的同事创建了一个与地球本身一样大的望远镜，具有解决细节的能力。月球表面的橙色。

在过去的十年中，该网络获得了天线和灵敏度。在春季，2015年使用七个望远镜的努力瞄准了银河系和M87的中心，但恶劣的天气阻碍了观测。

两年后，在2017年4月，由原子钟同步的包括南极望远镜在内的8台望远镜组成的网络断断性地盯着这两个目标10天。

Event Horizon团队花了两年时间来减少和整理他们2017观察的结果。数据过于庞大，无法通过internet传输，因此必须将其放置在硬盘上，然后返回马萨诸塞州韦斯特福德的麻省理工学院干草堆天文台和德国波恩的马克斯·普朗克射电天文学研究所。

Doeleman说，来自南极的数据无法在2017年12月之前到达，“因为那是南极的冬天，什么都不能进出。”

去年，该团队分为四组，从数据转储中收集图像。为了保持客观并防止偏见，两队之间没有任何联系，Doeleman说。

同时，望远镜不断增长。2018年4月，合作中增加了格陵兰的望远镜。对银河系和M87进行了另一次观测，并捕获了2017年收集的数据量的两倍。

“我们已经把我们的马车搭到了带宽火箭上，” 多勒曼上周说。新的观测结果并未包括在周三的揭示中，但它们将使天文学家能够检查2017结果，并随着岁月的流逝跟踪黑洞的变化。

“计划是无限期地进行这些观察，” Doeleman说，他开始了他的新职业生涯，驯服河外野兽，“看看事情是如何变化的。”