黑洞照片背后的信息解读

李宏策

举世瞩目的黑洞照片已经公布，这张红遍全球的图像透露出哪些信息，未来天文学家还将会给我们带来什么样的惊喜？听法国国家科学研究院（CNRS）两位资深专家详细解读黑洞照片背后的信息。

这两位“大咖”，一位是巴黎综合理工学院教授、CNRS主任研究员马休·德诺华，他从事高能伽玛天文学研究，在巴黎综合理工学院讲授高能天文学、量子力学等课程，是2018年CNRS银奖获得者;另一位是CNRS主任研究员娜塔莉·德吕埃勒，她在巴黎狄德罗大学宇宙学实验室从事引力波和宇宙学问题研究，曾于巴黎综合理工学院、巴黎高等师范大学讲授广义相对论，著有《现代物理学的相对论》《引力波》等书籍。

为黑洞拍照是一项创举

德诺华表示，给黑洞拍照是一项技术创举，通过将干涉技术（VLBI）与位于全球的望远镜相结合，创造了一个巨大的“虚拟”望远镜，使角度分辨率达到前所未有的20微弧秒。这相当于从一万公里外看到一毫米的物体，更形象地说，相当于从地面看到月球上的高尔夫球。

黑洞照片的取得是一项基础性科学成果。近年检测到的引力波，不仅证实了广义相对论的预测，同时还证实了“中间”质量黑洞的存在（质量约为数十个太阳）。但在此前的研究中，我们从未“看到”过黑洞。

这张黑洞照片可以让我们看到围绕黑洞转动的光线——可能是黑洞周围的等离子体产生的，这是一个重要的发现。

历尽艰辛，但还有很长的路要走

德吕埃勒认为，“事件视界望远镜（EHT）”项目取得的成就是一项非常重要的科学成果，为爱因斯坦广义相对论提供了新的验证。它证明了人类可以观测到靠近黑洞视界的物质运动，在精度达到一定程度后，将可以借此了解黑洞的引力场，并能够探究现实中的黑洞是否符合爱因斯坦广义相对论的预测。但要实现如此高的精度还有很长一段路要走。目前，这张照片证实了黑洞的质量，但还不足以确定其转速。此外，它虽然与广义相对论“兼容”，但由于其不够精确，同时也能够与其他竞争模型兼容。

德诺华指出，EHT的工作还没有完全完成，下一步它将把镜头对准银河系中心的人马座A*。银河系中心的黑洞比M87星系中心黑洞更轻、更小，其周围的光线环绕一周可能只需要数十秒，而M87星系黑洞周围光线环绕一周则需要数小时。这将导致图像会发生更多的变化，从而需要进行“动态”分析。此外，EHT还需要对黑洞做更细致的研究，包括测量黑洞旋转速度，观察吸积过程物质如何落入黑洞，从其他方面检验广义相对论，观察等离子喷射等。此后，EHT还可能将目标转向其他黑洞，也将有更多天文台加入，以进一步提升观测能力。

  兩位专家都表示还有更多未知等待探索，目前有许多其他大型研究项目，包括光学天文学（建设超大望远镜）、无线电、X射线、伽马射线、中微子、引力波等。相信未来将有更多世界级重大发现，引领我们一步步探索自身所处的神秘宇宙。