圖像：HAITONG YU / GETTY

       銀河系中最猛烈的風(fēng)暴正好就在它的中心肆虐。這是一個(gè)比任何恒星都要熱的漩渦:一個(gè)過熱氣體的旋轉(zhuǎn)圓盤，發(fā)射出兩股噴流，一股在上方，一股在下方，像龍卷風(fēng)一樣旋轉(zhuǎn)扭曲。在中間有一個(gè)完全靜止的眼睛——一個(gè)全黑的球體，其直徑數(shù)百萬公里。

這是銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞�，F(xiàn)在，用一個(gè)地球大小的望遠(yuǎn)鏡，我們捕捉到它的第一張照片。

       黑洞也許是宇宙中最神秘的物體。它們是被重力扭曲得連光都無法逃脫的空間區(qū)域。它們圍繞著密度明顯是無限的物體，稱為引力奇點(diǎn)——我們所知的物理定律在這里崩潰了。

       想要“看到”黑洞似乎是不可能的，但是黑洞的邊緣或者事件視界之外的區(qū)域?qū)嶋H上非常明亮。

       落入黑洞的物質(zhì)通過一些難以理解的機(jī)制被加熱到數(shù)百萬攝氏度。這使得最大的黑洞，比如星系中心的超大質(zhì)量黑洞，成為宇宙中最亮的物體。

       它們其中有許多在以前都被成像過，但只是作為亮點(diǎn)，從來沒有任何細(xì)節(jié)的內(nèi)部工作。

       要直接看到一個(gè)，我們最好的辦法是把望遠(yuǎn)鏡指向人馬座和一個(gè)名為人馬座A*的亮點(diǎn)，在那里有位于地球大約25000光年之外銀河系本身的超大質(zhì)量黑洞。

       不過，有一個(gè)問題。我們不能僅僅用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡捕捉人馬座A*，因?yàn)槲覀兊囊曇氨粴怏w和塵埃所遮蔽。我們必須轉(zhuǎn)向無線電波，它可以毫無阻礙地穿過銀河系。

       我們還需要有史以來最大的射電望遠(yuǎn)鏡，因?yàn)榈湫偷纳潆娡�遠(yuǎn)鏡只能探測(cè)到比人馬座A*大數(shù)百萬倍的物體。因?yàn)榫嚯x太遠(yuǎn)，人馬座A*是天空中的一個(gè)微小的斑點(diǎn)，直徑只有37微角秒——大約相當(dāng)于月球表面的一顆葡萄大小。

       事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）包括全世界九個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡陣列：智利、美國(guó)、墨西哥、法國(guó)、西班牙和南極洲。通過對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行三角測(cè)量，EHT像一個(gè)巨大的無線電波盤一樣工作。這個(gè)信號(hào)并不是完美的，但是應(yīng)該足夠捕捉人馬座A*的亮點(diǎn)以及中心的黑色輪廓。

黑洞周圍的吸積盤可能會(huì)呈現(xiàn)為圍繞在黑暗圈周圍的明亮漩渦，如這張模擬圖像所示。Hotaka Shiokawa/視界望遠(yuǎn)鏡

       這樣的圖像可以讓我們以新的方式，來檢驗(yàn)我們對(duì)物理學(xué)和宇宙學(xué)，特別是愛因斯坦的廣義相對(duì)論的理解。

       物理學(xué)家首先研究的是黑洞本身的形狀。廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)黑洞是完全球形的，這意味著EHT的圖像輪廓應(yīng)該呈圓形。任何一種的擠壓形狀都可能是與公認(rèn)的正統(tǒng)理念的第一次觀察上的分歧，這在物理學(xué)上掀起了一場(chǎng)潛在的革命。

       另一個(gè)謎團(tuán)與吸積盤有關(guān)，吸積盤是圍繞在黑洞周圍運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)的漩渦。那么它是如何加熱的？物理學(xué)家經(jīng)常把這個(gè)過程描述為一種“摩擦”，就像氣體顆粒在盤中旋轉(zhuǎn)時(shí)相互摩擦一樣。但我們又知道氣體太分散，無法直接物理接觸，一定還有其他的原因，比如也許與驅(qū)動(dòng)湍流的強(qiáng)磁場(chǎng)有關(guān)。同樣，直接的圖像也可以給我們答案。

       超大質(zhì)量黑洞的演化與星系本身的生長(zhǎng)息息相關(guān)。為了理解這些過程，我們需要放眼銀河系之外。EHT應(yīng)該足夠強(qiáng)大，能夠?qū)?000多萬光年外室女座M87星系中心的超大質(zhì)量黑洞進(jìn)行成像。盡管M87離我們的距離是人馬座 A*的2000多倍，但它的黑洞卻是人馬座 A*的1500倍，所以它看起來應(yīng)該只比人馬座 A*稍小一點(diǎn)。

       2017年4月，九架望遠(yuǎn)鏡將他們所有的“眼睛”都對(duì)準(zhǔn)了人馬座 A*。從那時(shí)起，科學(xué)家們一直在編譯數(shù)據(jù)，繪制圖像，并將其與我們預(yù)期的黑洞模型進(jìn)行比較。天文學(xué)家和天體物理學(xué)家期待并預(yù)計(jì)很快就會(huì)有來自EHT的第一批圖像。