天文学家终于瞥见了黑洞的黑度。通过将全球范围的射电望远镜连接在一起，它们首次在旋光的背景下产生了事件视界的图片-“黑洞危险边缘”。

荷兰奈梅亨的拉德布德大学的天体物理学家海诺·法尔克（Heino Falcke）在布鲁塞尔的一次新闻发布会上说：“在时空的尽头，我们已经看到了地狱的大门。”“您所看到的是由时空变形造成的火环。光线绕来绕去，看起来像个圆圈。？/ p>

黑洞的第一张图片：三分钟指南

“发光的环状结构”的图像显示了位于银河系M87中心的超大质量黑洞，该黑洞距我们约16兆帕秒（5500万光年），是太阳质量的65亿倍。它们比以往任何时候都更详细地揭示了事件视界-引力如此强大的表面，甚至没有光线穿过它也无法爬出。

今天，由事件地平线望远镜（EHT）协作在四大洲的七个新闻发布会上公布了令人瞩目的结果，可与识别月球表面的甜甜圈相媲美。这些发现还发表在4月10日的《天体物理学杂志快报》上的一组论文1,2,3,4,5中。

形象是“巨大的成就”？加州斯坦福大学的天体物理学家Roger Blandford说，谁没有参与这项工作？他说：“当我还是一名学生时，我从来没有梦想过会有这样的事情发生。”“这是广义相对论作为强引力的正确理论的又一证明。” / p>

加利福尼亚大学洛杉矶分校的天文学家安德里亚·盖兹（Andrea Ghez）说：“真高兴。”她说，这些图像提供了黑洞周围“霍顿环”的“真实证据”。

黑洞预测

大约一个世纪以前，物理学家首先从爱因斯坦相对论的一般理论中推断出黑洞应该存在，但是到目前为止，大多数证据都是间接的。EHT现在对这些预测做出了新的，惊人的证实。

科学家对黑洞的第一个图像有何反应

该团队在2017年4月的五个晚上观察到两个超大质量黑洞-M87和人马座A *，这是银河系中心的空洞。他们通过连接八个从夏威夷到南极的全球无线电观测站，召集了足够的分辨率来捕获远处的物体，并且每个观测站收集的数据都比大型强子对撞机一年多（参见“全球努力”）。 。该数据集可能是科学实验收集到的最大数据集，并且花费了两年的时间来制作图片。

合并了天文台的数据后，该团队于2018年中开始分析。他们很快意识到他们可以从M87获得第一张清晰的照片。Falcke说：“当我们看到第一个结果时，我们将所有精力都集中在M87上，因为我们看到这将会很棒。”

在布鲁塞尔的新闻发布会上，天体物理学家和合作成员Monika Moscibrodzka也在拉德布德（Radboud）表示，到目前为止的测量还不够精确，无法测量M87孔旋转的快慢-这是黑洞的关键特征。她说，但这表明了它旋转的方向，即天空中的顺时针方向。进一步的研究还可以帮助研究人员了解黑洞是如何产生巨大喷流的。

这些团队现在还将把注意力转向人马座A *数据。德国法兰克福歌德大学的理论天体物理学家Luciano Rezzolla说，由于人马座A *比M87黑洞小近1,000倍，因此物质在每次观测过程中绕轨道运行了许多次，产生了快速变化的信号，而不是稳定的信号。和EHT团队的成员。这使数据的解释更加复杂，但也可能使信息更加丰富。

事件视界是黑洞的定义特征。对于附近的观察者来说，事件视界应该显示为遮盖其内部的球形表面。因为光只能以一种方式“向内”穿过表面，所以地球应该看起来完全是黑色的（请参阅“黑暗之力”）。

黑洞事件视界应该比其大五倍，因为该洞会扭曲周围的空间并弯曲光的路径。这种效应是1973年由西雅图华盛顿大学的物理学家詹姆斯·巴丁（James Bardeen）发现的，类似于当勺子浸入一杯水时看起来更大的方式。此外，巴丁还表明，黑洞会产生更大的“阴影”。这是因为在事件视界的一定距离内，大多数光线弯曲得如此之多，以至于它们有效地绕黑洞运行。

地球大小的望远镜

为了真正解决事件视界范围的细节，射电天文学家计算得出他们需要一个与地球大小一样的望远镜（望远镜的分辨率也与其大小成正比）。幸运的是，一种称为干涉测量的技术会有所帮助。它涉及到多个望远镜，它们彼此相距很远，并且同时指向同一物体。实际上，望远镜的工作就像是一个大盘子的碎片。

如何用地球大小的望远镜寻找黑洞

世界各地的各个团队都在完善自己的技术，并改装了一些主要的天文台，以便将它们添加到网络中。特别是由现在位于马萨诸塞州剑桥哈佛大学的Shep Doeleman领导的小组改编了10米南极望远镜和智利耗资14亿美元的Atacama大毫米/亚毫米阵列（ALMA）。

2014年，Falcke，Doeleman和来自世界各地的团体共同组成了EHT合作。他们于2017年进行了首次跨地观测活动。他们在四月的两个星期内观察了射手座A *和M87，当时天文台的位置最有可能同时获得良好的天气。

原始数据达到PB级，收集在硬盘上，然后空运，海运和陆运，由德国波恩的马克斯·普朗克射电天文学研究所和韦斯特福德的麻省理工学院干草堆天文台汇编。

去年，当数据仍在处理中时，法尔克告诉《自然》杂志，他希望实验能够收集有关黑洞结构的大量信息，但还不是一幅漂亮的图画。充其量是类似于“丑陋的花生”？他说。也许，第一个图像只是一些污点。它甚至可能不像花生。

EHT在2018年进行了另一次观测活动-“仍在对这些数据进行分析”，但由于其最重要的站点之一50米大毫米波望远镜（ LMT）。他们计划从2020年开始每年进行一次观测。

该合作伙伴正在寻找资金以在非洲建立立足点，这将填补该网络的主要空白。该计划是将一个15米的“退役的瑞典望远镜”从智利搬迁到纳米比亚的Gamsberg Table Mountain。目前，该网络已经增加了两个主要功能：格陵兰的一个菜式和法国阿尔卑斯山的一个菜式。

一个扩展的EHT网络可以提供有关在空洞内部发生什么的详细信息-“世界在黑洞内运行，如果它符合我们的预期，则是这样”。 LMT的物理学家David S谩nchez Argbrelles说。

杜勒曼对结果表示：“看到这件事我感到非常欣慰，但也感到惊讶。”“你知道我真的期望看到什么吗？一滴看到这枚戒指可能是我们本来可以得到的最好结果。

自然568，284-285（2019）