這是人類史上首張黑洞照片。
北京時間4月10日晚9時許，包括中國在內，全球多地天文學家同步公布首張黑洞真容。這一由200多名科研人員歷時10余年、從四大洲8個觀測點“捕獲”的視覺證據，有望證實愛因斯坦廣義相對論在極端條件下仍然成立。（事件視界望遠鏡項目組 供圖）
神秘天體黑洞終于被人類“看到”了。數百名科研人員參與合作的“事件視界望遠鏡”項目10日在全球多地同時召開新聞發布會，發布他們拍到的第一張黑洞照片。
照片“主角”是室女座超巨橢圓星系M87中心的超大質量黑洞，其質量是太陽的65億倍，距離地球大約5500萬光年。照片展示了一個中心為黑色的明亮環狀結構，看上去有點像甜甜圈，其黑色部分是黑洞投下的“陰影”，明亮部分是繞黑洞高速旋轉的吸積盤。
“我很高興地宣布，我們首次看到了曾認為不可見的東西……而這只是開始，”項目主任、美國哈佛－史密森天體物理學中心的謝潑德·杜勒曼在美國首都華盛頓說。發布會現場多次響起熱烈掌聲。
除華盛頓外，中國上海和臺北、智利圣地亞哥、比利時布魯塞爾和日本東京等地也同時召開發布會。美國《天體物理學雜志通訊》以特刊形式通過6篇論文發表這一重大成果。
上世紀初，愛因斯坦提出廣義相對論預言了黑洞的存在。這是一種體積極小而質量極大的天體，引力非常強，以至于周圍一定區域內連光也無法逃逸，這一區域被稱為“事件視界”。
“事件視界望遠鏡”就是為觀測黑洞的“事件視界”而設計的。它由分布在全球多地的射電望遠鏡組成，相當于一臺口徑為地球直徑的超級望遠鏡。2017年4月，從美國夏威夷到智利、從伊比利亞半島到南極的這些望遠鏡在同一時刻對準M87中心黑洞拍照，其難度相當于從地球上給月球表面的一個橙子成像。照片經過近兩年的數據處理及理論分析后“沖洗”完成。
包括中國科學院上海天文臺在內的一些中國機構參與觀測和數據處理。中科院國家天文臺副臺長薛隨建說，此次參與為中國今后在相關國際合作中發揮更重要作用做了良好示范。
照片給出黑洞這一極端天體存在的最直接證據，驗證了廣義相對論，也將幫助回答星系中的壯觀噴流如何產生并影響星系演化等諸多前沿問題。
“黑洞是時空盡頭，存在一些我們想破解的謎團。首次給黑洞拍照可能幫助我們朝著解開這些謎更進一步。”項目科學委員會主席、荷蘭奈梅亨大學教授海諾·法爾克告訴新華社記者。美國哈佛大學理論物理學家亞伯拉罕·洛布形容：“百聞不如一見，一圖抵千言。”
跨越5500萬光年的曝光：原來你是這樣的黑洞！
2019年4月10日，人類終于看見黑洞真容！
這張在全球多地同步公布的“大片”，證實了神秘天體黑洞的存在，也使得愛因斯坦的百年猜想終得檢驗！
經過10多年準備，四大洲8個觀測點組成虛擬望遠鏡網絡——一個如同地球直徑大小的事件視界望遠鏡，在集齊所有觀測數據并深度分析后，讓黑洞終于擁有了一張“正面照”。
為何要給黑洞拍照？獲得這張照片有多難？人類合作探究宇宙還將揭示哪些新的奧秘？新華社記者第一時間采訪了參與國際合作的中外科學家，對此作出解答。
首次“看到”黑洞：愛因斯坦說對了
浩瀚星空中，黑洞是極神秘又惹人遐思的天體。
它，“吞噬”一切，連光也無法逃脫。它，體積小、質量大，可以彎曲周圍的時空。它的“前世今生”帶著重重謎團，讓人好奇無比。
百余年來，人類探尋黑洞奧秘的腳步從未停歇。
從愛因斯坦的廣義相對論率先預言黑洞的存在，到惠勒提出“黑洞”概念，再到霍金提出“黑洞是時空的扭曲者”……科學家們日益相信，宇宙中存在許多大小不一的黑洞，甚至在銀河系的中心就有一個超大黑洞。
多年來，一些間接證據陸續證實黑洞的存在，人類不斷插上科幻翅膀勾畫黑洞容顏。
科幻電影也在不斷“幻想”黑洞影像。在電影《星際穿越》中，黑洞“卡岡圖雅”是那深不見底的黑色中心與明亮立體的氣體圓圈。
就在4年前，兩個黑洞合并產生的引力波信號被科學家“捕捉”到，成為科學界的一個里程碑事件，人類開始“聽”到黑洞。
這一次，人類終于眼見為實。
此次露出真容的黑洞，位于室女座一個巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬光年，質量約為太陽的65億倍。它的核心區域存在一個陰影，周圍環繞一個新月狀光環！
“觀測結果與理論預言非常一致，這證實在黑洞這樣的極端條件下，廣義相對論仍然成立。”中國科學院上海天文臺臺長沈志強說，先輩科學家為我們這個世界搭建的理論模型，再次經受住考驗。
上海天文臺研究員路如森難掩興奮：“黑洞的暗影區域和光環，相當于打開一扇窗，未來可以更好地重構黑洞‘吞噬’的物理過程，深入了解這個過程中發生的奇異事件。”
拍照難在哪？用難以想象的計劃尋找“至暗信號”
給黑洞拍照的難點，在參與此次大科學計劃的專家眼中，可以用三個字來形容：“小”“暗”“擾”——細節太小，信號太暗，干擾太多。
黑洞如此遙遠，尋找它如同從地球觀察月球上的一個橘子，需要的望遠鏡口徑超乎想象。況且，這個望遠鏡還要足夠靈敏，才能“看”得清極其微小的細節。
自400多年前伽利略發明望遠鏡以來，人類科技水平的飛速提升讓望遠鏡的口徑越來越大、“分工”越來越細。但要給黑洞拍照，依靠人類現有任何單個天文望遠鏡都遠遠不夠。
這是一個難以想象的大科學計劃：用分布全球的8個觀測點，組成一個口徑如地球直徑大小的虛擬望遠鏡。條件苛刻的觀測點，包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的內華達山脈、智利的阿塔卡馬沙漠、南極點等。
要順利拍照，不僅要“看”得遠，還要選對頻道。“對黑洞成像而言，最佳的波段進行觀測至關重要，這個波段就在1毫米附近，成像的分辨率相當于能在黑龍江漠河閱讀南沙群島上的一張報紙。”路如森說。
不同的望遠鏡各有所長。正是給黑洞拍照的這一特殊要求，讓包括“中國天眼”在內的一些大型望遠鏡“束手旁觀”。
專家解釋，這一波段的黑洞電磁波輻射最明亮，而背景“噪音”的干擾又最小。
拍照難，洗照也不易。望遠鏡記錄下的海量數據，需要進行復雜的后期處理和分析，才能獲取最終的黑洞圖像。
以2017年4月的觀測為例，每個臺站的數據率達到驚人的32GB／秒，8個臺站在5天觀測期間共記錄約3500TB的數據。專家表示，如果是像看電影一樣不間斷地看，這些數據至少需要500多年才能看完。
該國際合作項目負責人、哈佛大學教授謝潑德·多爾曼表示，10多年來，正是技術的突破、新望遠鏡的建成，最終使人類能夠“看到”黑洞。
躋身一流，中國成為國際科學合作重要參與者
從首張月背照片到首張黑洞照片，人類觀測宇宙的新窗口正在不斷打開。在探索宇宙奧秘的征程中，中國也不斷貢獻著智慧。
我國科學家全程參與了給黑洞拍照這項國際合作，在早期推動這一項國際合作、望遠鏡觀測時間申請、夏威夷望遠鏡觀測運行、后期數據處理和理論分析等方面均做出了貢獻。
沈志強說，基礎科學研究的國際合作是大勢所趨，但很多時候不能只靠經費投入“湊份子”，前期研究和人才積累是取得合作“話語權”的重要因素。
從“中國天眼”（FAST）到“世界巨眼”（SKA），從人類基因組測序到泛第三極環境研究，近年來，中國參與國際合作的廣度和深度不斷加大，在吸收世界創新養分的同時，也不斷貢獻中國智慧。
隨著全球射電天文學方興未艾，接連涌現類星體、脈沖星、星際分子和微波背景輻射四大天文發現。近年來，我國陸續建成多座射電望遠鏡，口徑從25米到65米再到500米，從追趕到并跑，天文學研究開始逐步躋身一流。
“過去一二十年間，中國在射電天體物理學、天文學等領域取得了巨大進展，在此次國際合作中做出了不可或缺的貢獻。”荷蘭奈梅亨大學教授海諾·法爾克說，隨著中國的射電干涉測量和太空探索能力迅速增長，中國將成為國際科學合作的重要參與者。
黑洞的順利成像不是終點。
主持歐洲地區發布會的德國馬克斯·普朗克射電天文研究所所長安東·岑蘇斯強調，未來還將增加望遠鏡的數量，甚至對新的黑洞進行觀測，繼續驗證廣義相對論的有關預測，借此了解星系的形成和演進，為人類解開更多奧秘……
愛因斯坦說，科學是永無止境的，它是一個永恒之謎。
“在偉大夢想的支持下，人類科學探索的腳步，將永不停歇。”沈志強說。（陳芳 董瑞豐 王琳琳 劉芳 張毅榮 連振 黃堃 金立旺）