新華社北京4月10日電 特稿：人類首張黑洞照片的三大看點(diǎn)

新華社記者

人類獲得的首張黑洞照片10日面世。這一重大科學(xué)成果由全球多國科研人員歷經(jīng)數(shù)年合作完成,。那么,，這張照片在科學(xué)上有多重要？拍到黑洞照片有多難,？中國又發(fā)揮了什么作用,？

“具有歷史性意義”

兩百多年前，就有科研人員設(shè)想宇宙中存在一種質(zhì)量巨大、引力強(qiáng)到連光也無法逃脫的天體,。愛因斯坦在一百多年前提出的廣義相對(duì)論,，可用于計(jì)算出這種天體的若干性質(zhì)。但黑洞作為一個(gè)科學(xué)術(shù)語,，直到20世紀(jì)60年代才由美國天體物理學(xué)家約翰·惠勒提出,。

幾十年來，黑洞引發(fā)人們無數(shù)遐想,，但沒有人知道它的真正模樣,。正因?yàn)檫@個(gè)，第一張黑洞照片才備受期待,，被譽(yù)為“非凡的科研成果”,，是天文學(xué)上的“重要里程碑”，“具有歷史性意義”,。

給黑洞拍照的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目科學(xué)委員會(huì)主席,、荷蘭奈梅亨大學(xué)教授海諾·法爾克告訴新華社記者，黑洞涉及人類對(duì)宇宙的根本了解,，“我們的宇宙中有兩大理論,，愛因斯坦的相對(duì)論描述了宏觀，量子力學(xué)描述了微觀,，但是在黑洞的邊緣,，相對(duì)論與量子力學(xué)無法協(xié)調(diào)，在那里可能會(huì)發(fā)現(xiàn)新的東西”,。

美國亞利桑那大學(xué)天文學(xué)副教授丹尼爾·馬羅內(nèi)認(rèn)為,，黑洞之所以重要，是因?yàn)樗陂L時(shí)間尺度上會(huì)影響宇宙演化,。但人們并沒有完全了解黑洞如何吞噬物質(zhì),，然后又將其中一部分以接近光速向外噴射，影響其所在星系,。黑洞照片不僅將為廣義相對(duì)論提供新信息,，也有助于了解黑洞噴流的形成過程。

1919年,，人們在非洲和南美出現(xiàn)日食時(shí)觀測到光線的彎曲,，從而驗(yàn)證了廣義相對(duì)論相關(guān)預(yù)言的正確性。百年后發(fā)布的黑洞照片,，又一次支持廣義相對(duì)論,。不由讓人想起被多次重復(fù)的那句話：愛因斯坦又對(duì)了。

“上一代人不可能做到的事”

由于光線無法逃出黑洞,，科研人員要拍的實(shí)際上是黑洞產(chǎn)生的“陰影”以及周圍的吸積盤等,，從而描繪出黑洞的輪廓,。此次拍照的一個(gè)目標(biāo)是代號(hào)為M87的超巨橢圓星系中心黑洞，它的質(zhì)量是太陽的65億倍,，但離我們實(shí)在太遠(yuǎn),，達(dá)到5500萬光年。

要拍攝這么遠(yuǎn)的對(duì)象,，科學(xué)家模擬出口徑像地球一樣大的望遠(yuǎn)鏡,，這就是“事件視界望遠(yuǎn)鏡”，它集合了分布在全球各地的多個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡,。從智利阿塔卡馬沙漠到南極冰原,，從西班牙的高山到夏威夷的海島，8個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡通過“甚長基線干涉測量技術(shù)”聯(lián)合起來,，成功拍到人類歷史上第一張黑洞照片。

談及給黑洞拍照的難度,，項(xiàng)目協(xié)作委員會(huì)主席,、德國馬克斯·普朗克射電天文研究所所長安東·岑蘇斯打比方說：“如果地球是平的，那使用這一技術(shù)可以從波恩看清紐約街頭報(bào)紙上的字,?！?/p>

經(jīng)大約兩年的數(shù)據(jù)處理及理論分析，照片才成功“沖洗”出來,。照片展示了一個(gè)中心黑色的明亮環(huán)狀結(jié)構(gòu),，有點(diǎn)像甜甜圈，也與此前科幻電影《星際穿越》科學(xué)顧問根據(jù)相對(duì)論等模擬的黑洞圖片相似,?！笆录暯缤h(yuǎn)鏡”項(xiàng)目專家認(rèn)為，與理論預(yù)測一致,，這也證明拍到的就是黑洞,。

“我們已經(jīng)完成了上一代人認(rèn)為不可能做到的事情，”項(xiàng)目主任,、美國哈佛-史密森天體物理學(xué)中心的謝潑德·杜勒曼總結(jié)說,，“技術(shù)的突破、世界上最好的射電望遠(yuǎn)鏡之間的合作,、創(chuàng)新的算法都匯聚到一起,，打開了一個(gè)了解黑洞的全新窗口?！?/p>

此外,，此次合作匯集了全球超過200名研究人員的共同努力，項(xiàng)目協(xié)調(diào)并非易事,。項(xiàng)目科學(xué)委員會(huì)主席法爾克說：“不同文化,、不同機(jī)構(gòu),、不同國家和大洲（的科研人員）走到一起合作并不容易，但如果有共同愿景的驅(qū)動(dòng),，有首次看到黑洞的共同夢想,，合作就變得可能?！?/p>

“期待中國成為重要一員”

在“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目中,，中國科學(xué)院天文大科學(xué)研究中心（國家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)和上海天文臺(tái)）參與了位于美國夏威夷的東亞JCMT望遠(yuǎn)鏡對(duì)黑洞的觀測,，多名中國學(xué)者是此次黑洞照片相關(guān)論文的作者,。

不過，中國天文學(xué)界清醒地認(rèn)識(shí)到目前的“參與者”角色,。中國科學(xué)院國家天文臺(tái)副臺(tái)長薛隨建指出,，這次“算是重在參與”，但為在相關(guān)科研領(lǐng)域“機(jī)制性參與國際合作組織,、逐漸發(fā)揮越來越重要的作用,，做出了良好的示范”。

毫無疑問,，“在中國科學(xué)界參與的三十米望遠(yuǎn)鏡（TMT）等其他重大國際項(xiàng)目中,，那些可預(yù)期和不可預(yù)期的重大發(fā)現(xiàn)將更加激動(dòng)人心，”薛隨建在接受新華社記者采訪時(shí)說,。

太空可能是中國未來能發(fā)揮更多作用的地方,。法爾克說，今后要拍攝更好的黑洞照片,，就需要比地球還大的望遠(yuǎn)鏡,，這就需要走向太空，“中國在射電干涉測量技術(shù)和太空探索方面的能力正快速增長,，我期待未來中國能成為這個(gè)領(lǐng)域的重要一員”,。

回顧與國際同行共同拍出人類首張黑洞照片的經(jīng)歷，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)研究員路如森說：“作為長期深度參與‘事件視界望遠(yuǎn)鏡’國際合作的中國研究人員,，我覺得這張黑洞照片是科學(xué)共同體的努力結(jié)果,。科學(xué)對(duì)人類發(fā)展至關(guān)重要,，人類的科學(xué)共同體也是人類命運(yùn)共同體的重要組成部分,。”（執(zhí)筆記者：黃堃,；參與記者：劉芳,、張毅榮、周舟,、郭爽,、王琳琳）