给黑洞拍特写，然后呢？

黄小编

　　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？带着这些问题，科技日报记者日前采访了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故事。

　　接受采访的两位“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，他在Leprince-Ringuet实验室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

　　德诺华对记者表示，给黑洞拍照首先是一项技术创举，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，或者更形象的说，相当于从地面看到月球上的高尔夫球。

　　其次，取得黑洞照片是一项基础性科学成果。多年来，已经有很多非常有说服力的证据证明黑洞的存在，特别是近年检测到引力波，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“照片”是黑洞的第一张真实图像，或者说是黑洞周围环境的直接图像：我们可以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。这是黑洞照片最重要的一个发现，类似于首次观测脉冲星一样，它开辟了一个新的观测途径。

　　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。

　　还有更多未知等待探索

　　在问及除EHT之外，未来还有哪些重大天文项目和目标时，德诺华表示，为了更进一步提升观测黑洞的精度，未来有两个途径可以提高角度分辨率：一是使用更小波长的电磁波，由于其频率更高，需要进一步加强各观测站的同步能力；二是增加望远镜阵列距离，EHT已经充分利用地表距离，下一步需要将射电望远镜送入太空来增加望远镜之间的距离。而这些工作将需要在EHT之外建立更多国际合作。

　　德吕埃勒对此表示，美国激光干涉引力波天文台（LIGO）和欧洲处女座引力波天文台（VIRGO）探测到黑洞合并过程的引力波具有重要意义，它开创了人类通过引力波来探索宇宙的新路径，而不仅仅是依靠光（以及宇宙射线、中微子等）。德吕埃勒期待日本KAGRA低温引力波探测器尽早投入使用，加入到LIGO-VIRGO正在进行的观测项目。另外，她还期待LISA空间引力波探测器尽快发射升空，它将允许我们借助引力波“看到”银河系中心的超大质量黑洞。在相关的另外一个领域，德吕埃勒认为，国际线性对撞机（ILC）如能修建，将可能揭示神秘的暗物质和暗能量。

　　两位专家都表示，目前还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、引力波等等。随着科研人员的不懈努力，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。

来源： 科技日报