黑洞揭开神秘面纱：这位MIT的电脑科学家，才是全球最佳“摄影师”
文 | 老编
排 | 老编
审 | 钝酱
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2019.4.11
北京时间 2019 年 4 月 10 日晚 ，事件视界望远镜（Event Horizon Telescope，EHT）拍下的第一张黑洞照片在万众瞩目下公布。
人类捕获的第一张黑洞照片，来自M87星系
这张比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京以及美国华盛顿，全球六地同时公布的黑洞照片， 是人类第一张关于黑洞的真实图像。
这张图片是根据 8 台分布于南极洲、欧洲、美洲及夏威夷的射电望远镜，于 2017 年 4 月里 5 天的观测数据整合而来的。
换句话说，天文学家们用了 5 天给黑洞“拍照”，又用了 2 年把这张照片“洗了出来”。
我们成为了历史上第一批看到黑洞真实姿态的人类。
从1783年，英国地理学家约翰·米歇尔（John Michell）提出关于黑洞雏形的假设开始， 往后的几百年中，虽然无数物理学家都预言并肯定了黑洞们的存在，地球上的人类，却始终无法看到它们的真正面貌。
在著名科幻片《星际穿越》中，巨型黑洞“卡冈图亚”，是一个光子笼罩的球体，带着一圈环状的吸积盘的样子。
图：网络
科学家根据爱因斯坦广义相对论的理论，推演出来黑洞的周边是这样的。
推测的效果图
人类对黑洞的探索从未止步。一直以来，黑洞无处不在，它影响了无数天体的运动，却又无影无踪，永远停留在人们的推断、虚拟图像，以及各种间接证据中。
为什么看到黑洞这么困难？
首先，不管从哪种天文学尺度上来说，黑洞的个头都极小。要分辨出黑洞“轮廓”难度也极高，相当于要在地球上看清月球上的一个苹果。
银河系中央黑洞的X射线伪彩色图像
（钱德拉X射线望远镜拍摄）
而黑洞本身强大的引力会产生极快的运动，在一个恒星质量黑洞的边缘，物质完成一整圈公转所用的时间甚至超不过一微秒。要观测变化如此迅速的现象，需要使用灵敏度极高的设备。
尽管现代望远镜的分辨率已经很高，但它们在本质上仍然受到衍射（diffraction）的限制。
要想观测遥远黑洞的附近区域，依靠目前任何单个望远镜都还远远不够。
EHT项目中的南极望远镜
图：© Daniel Michalik/South Pole Telescope
一般来说，要想从地球上观测到黑洞，需要一个直径10000千米的望远镜。这相当于地球本身的大小，这样的镜头是不可能存在的。
因此，在过去 10 多年时间里，麻省理工学院（MIT）的科学家们联合其他研究机构的科研人员，开展了“事件视界望远镜”项目：
全球多地的 8 个亚毫米射电望远镜同时对黑洞展开观测，效果相当于一台地球那么大的巨型望远镜。
来自MIT博士生卡蒂•博曼(Katie Bouman)和她团队的任务，就是利用机器计算和人工智能，研究出一种能够应对大气噪音“银河系尘埃”浮动的算法，拍摄出一张完整的黑洞真容。
卡蒂•博曼(Katie Bouman)表示：“黑洞的巨大吸引力，使光线形成戒指般的环状。但目前为止这些图像的呈现，都是对黑洞形象的艺术化演绎。”
图：TED
她搭建了将望远镜数据转化为照片的程序，让全球首张黑洞照片的出现成为可能。
图：TED
终于，科学家们“拍”出了黑洞的第一张照片，也就是今天公布的这张，M87星系核心部分的黑洞照片。
这张照片对于人类有什么意义呢？
中国科学院国家天文台研究员苟利军在一个简短的视频中给出了答案：
“这张照片，第一次直接的帮助我们确认了黑洞的存在。”
图：网络
在此之前，虽然人类通过各种方法间接的确认了黑洞的存在，但都不是最直接的方式。
这张略微模糊的图，是举全球之智，在黑洞探测方面踏出的重要一步！
人类对于黑洞的了解，从猜想，到理论推测、构建模型，直到现在直接观测到黑洞的照片。
这是人类对宇宙探索的体现。
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