“爱因斯坦是对的，他在一百多年前提出的广义相对论经受住了考验。”人类历史首张黑洞照片惊艳亮相后，参与了这一工作的中科院上海天文台台长沈志强感慨地说，尽管黑洞很多年前从数学上就可以得到解，但直到上世纪60年代，科学家才真正觉得可以去找寻黑洞，并一步步逼近了真相，“广义相对论需要在极端环境下检验，而最极端的环境就是黑洞周围。”
“第一张黑洞照片与引力波的发现同等重要，都是对广义相对论的验证，可能会拿诺贝尔奖。”中科院上海天文台副台长袁峰在接受解放日报·上观新闻记者专访时说。
“这将会是被历史铭记的一刻。”沈志强说，科学家之前曾预言黑洞的三个特点：质量、自转和是否带有电荷，如今现实与预言完美地重合了。这要感谢甚长基线干涉测量技术（vlbi）的发展，8台亚毫米射电望远镜相当于构建了一个1万多公里口径的望远镜（也称事件视界望远镜）。尽管使用的vlbi技术并没有本质变化，但对于黑洞的拍摄来说，确实要求非常高。在海平面低的地方难以开展拍摄，必须到空气稀薄的高山上，因而也面临很多技术挑战。“给黑洞拍照的分辨率，相当于从地球看月亮上的一个橘子，或者说是坐在纽约咖啡馆里可以看到巴黎的一张报纸。”沈志强说，望远镜是个抛物面，如果抛物面精度不高，拍出来的照片就不理想。事件视界望远镜为此提升了10倍观测能力，偏差只有几十个微米。
其实黑洞照片的拍摄工作两年前就完成了，从2017年4月5日至14日，事件视界望远镜对银河系中心和星系m87（距离地球5500万光年）中央的超大质量黑洞进行了拍摄。之所以选择这两个黑洞，是因为这两个黑洞的张角最大，容易观测到细节。“观测的时候天气特别好，这也是成功的因素之一。”
为何黑洞照片的“冲洗”花了这么长时间？沈志强说，这主要是为了确保照片的真实性和可靠性，要得到一个无可置疑的结果，因此花费了大量时间去比较分析。黑洞的图像为何如此重要？据介绍，早期用3个望远镜也曾观测过黑洞，但得不到完整的图像。尽管之前根据牛顿动力学，也能推测出黑洞的质量，但刚刚公布的这个黑洞质量是完全测量出来的，没有假设。
黑洞照片是怎么“冲洗”出来的？中科院上海天文台研究员路如森说，黑洞本身不发光，但周围气体会发光。这就好比把不同频率的音符谱成乐曲，只需把不同频率的黑洞成分测量出来，就可以重建还原图像了。
有了照片对于黑洞的研究是否有帮助呢？沈志强表示信心更足了，此次被拍摄的黑洞在1.3毫米波段，如今正在测试0.8毫米波段，未来将有更多关于黑洞的惊喜带给大家。
“在4千米高山上，呼吸都困难，我们要搬运各种仪器，为了校准信号经常通宵工作。”路如森回忆了他之前在夏威夷工作时的情景。黑洞照片是国际大科学合作计划的结晶，全球有200多位科研人员参与了这一项目，其中中国大陆学者16人，分别来自上海天文台8人，云南天文台1人，高能物理所1人，南京大学2人，北京大学2人，中国科学技术大学1人，华中科技大学1人。另外，还有部分来自中国台湾地区的学者。
沈志强介绍，上海虽然没有望远镜直接进行此次黑洞观测，但上海天文台的科研人员不仅在相关理论解释中做出了国际性工作，还派人去夏威夷和西班牙协助观测。vlbi技术于1967年首次在国外试验成功，上海天文台1971年就提出了研制vlbi技术的计划，成为国内最早推动并主导vlbi技术的科研机构。
本文作者黄海华、图片来源于网络
来源：上观新闻
