4月10日星期三是科学史上划时代的时刻。在全球六场同时举行的新闻发布会上，一个国际天文学家团队公布了有史以来第一张黑洞的照片．
“这是我一生中最激动人心的日子之一，”图森市亚利桑那大学的Feryal Özel说，她是模特团队的负责人。“对我来说，这是近20年工作的顶峰。”
事实上，该团队观测到的不是一个黑洞，而是两个:人马座A*，我们银河系中的一个超大质量黑洞，质量是太阳的430万倍，还有一个在M87星系中的表亲，质量大约是太阳的1000倍。
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第一张被发现的图像是M87 -人马座A*，因为它更小，在被观测时被物质环绕了很多次，产生了一个更模糊的图像。这是M87中黑洞的图像，自名为Powehi它显示了比其事件视界范围更小的细节，这是入射光和物质无法返回的点。只有这样才能看到如此精致的细节，因为每个黑洞的强烈引力就像一个透镜，使图像看起来比它的视界大5倍。
M87中的地平线显示为暗“阴影背光，通过加热到白炽灯的物质发出的强烈的无线电波，当它通过吸积盘旋转到黑洞时。阴影周围的光环比另一方更亮。“这是因为吸积盘旋转，导致来自朝向我们相对于从后退的部分升压的零件的光线”，“Özel说。
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利用该方法获得了显著的M87图像视界望远镜（EHT），一系列散落在全球围绕地球的无线电菜肴，该阵列被利用在一起，以模拟地球大小的巨大望远镜。
拥有一个地球大小的望远镜是成像黑洞这样微小物体的关键，因为这样的望远镜的分辨率——它能分辨的细节的精细程度——取决于其组成部分的最大分离度。
黑洞如何形成？
当物质被压缩到一个非常小的体积时，其引力变得太大，以至于任何东西，甚至光，都无法逃脱，黑洞就形成了。这使得银河系任何地方的恒星质量黑洞都太小了，我们无法用地球上的望远镜看到。
但性质已经适合创造第二次黑洞。这些是“超级分类”，群众群众高达500亿倍的太阳质量，其中一个潜伏在几乎每个星系的心脏。
然而，由于距离遥远，这些庞然大物就像我们附近的恒星质量的黑洞一样难以想象。除了两种情况:人马座A*，距离地球只有2.7万光年，还有质量更大的、有70亿太阳质量的M87，距离地球5600万光年。Özel说:“这就是为什么他们被选为EHT的目标。”
还有一个问题是在光谱的哪个位置寻找。在黑洞吸积盘延伸出的强磁场中螺旋旋转的高能电子产生无线电波，无线电波的优势在于，它们可以轻易穿透笼罩在星系中心的尘埃，从而到达地球。
Özel是模拟由超级加热圆盘围绕的黑洞的动荡环境应该看起来像不同波长的专家。“事实证明，最佳波长为1.3mm，”Özel说。“不仅可以通过吸收磁盘可以看到孔，而是我们的银河系和地球的大气层对这种波长的无线电波是透明的。”
尽管使用了这种波长，大气中的水蒸气仍然可以吸收一些珍贵的无线电波。由于这个原因，EHT的天文学家选择了一年中的一个时间来进行观测，使所有望远镜的干燥程度最大化，这些望远镜分布在遥远的智利、夏威夷和格陵兰岛。Özel说:“三月底到四月底是最佳时间。”
2017年4月，在8个地点用望远镜观测到了EHT;2018年，又增加了格陵兰岛的一道菜，总数增至9道。现在，加上亚利桑那州基特峰国家天文台的一个无线电天线，有10个，但它在2017年进行的观测产生了人马座a *和M87的图像。
在每个观察运行中，每个站点的数据都记录在硬盘驱动器上。普通驱动器在高空望远镜网站的低压下出现故障，不得不被为空间计划开发的特殊产品代替。
2017年，共有960个驱动器，每个驱动器的容量为6 - 7tb，能够存储1-2亿张照片，记录了高达5pb的数据。这些圆盘加起来重量超过半吨，被送往马萨诸塞州和德国波恩，在那里，来自两个地点的信号被专门建造的超级计算机(称为“相关器”)合并。
左：麻省理工学院电脑科学家凯蒂博曼堆栈的黑洞图像数据的硬盘。
右：麻省理工学院电脑科学家玛格丽特汉密尔顿/她写的代码有助于把一个人放在月球上。
(图片信贷@floragham.）#ehtblackole.#blackholday.#黑洞pic.twitter.com/Iv5PIc8IYd
-麻省理工学院csail (@mit_csail)2019年4月10日
EHT的各个菜肴可以被认为是填充盘的微小元素。但是，虽然冲击填充盘的每个元件的无线电波被反射到它们自然组合的焦点，但这不会发生EHT的“元素”。必须通过播放计算机上的信号并恰好再现时延迟在焦点之间自然地延迟来模仿过程。
只有在每个盘子上沿着来自超稳定原子时钟的时钟信号记录时，才能使信号完美同步。但是，组合信号仍然非常耗时，因为您需要补偿由不同大气条件等事物造成的延迟。这就是为什么它已经花了很长时间才能分析数据。
即使是这个巨大的计算机成就也只是工作的一半。仍然有必要确定到底是什么物质分布导致了观测到的无线电波模式。Özel说:“了解正在发生的事情需要弄清楚在很大的范围内正在发生什么。”
如此卓越的是，像Özel这样的物理学家一直非常成功，并且M87中的黑洞的形象如此接近他们预期的观察。但是，虽然这是物理学家庆祝活动的原因，但它可能会让游牧人不受欢迎，认为他们以前见过一个黑洞。
“我们是我们自己成功的受害者！”承认Özel。“基于物理学家预测，艺术家的印象和电影模拟黑洞，原来是正确的。但那些洞是假装的。现在的差异是我们看到了真实的东西。“
测试爱因斯坦的重心理论
Özel说，她是在获得一个黑洞的第一个图像的团队的一部分的“欣喜若狂”，但它也是一个巨大的浮雕。“我们的预测可能完全关闭，”她说。“谢天谢地，我们得到了物理权利！”
除此之外，M87星系核的图像已经产生了其黑洞的质量。每增加一个太阳质量，黑洞视界的直径就会增加6公里。因此，通过测量图像中黑洞的宽度和知道到M87的距离，就有可能确定它的质量是太阳质量的65亿倍。
“这种钟声完美地推断出孔的重力在附近旋转的速度快速旋转的圆顶，”Özel说。“这将其放入大量的黑洞前10％。”
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然而，也许这张照片最引人注目的地方是清晰的“光子环”，它标志着黑洞周围的光圈的内缘。这是光线穿过视界的点，在我们的宇宙中再也看不到了。EHT小组成员、荷兰奈梅亨内梅亨大学的海诺·法尔克(Heino Falcke)对此进行了展望:“我们已经看到了时空尽头的地狱之门。”
Özel解释说:“这个洞是我们宇宙的一部分，永远被我们屏蔽了。”“一个我们目前的物理学无法到达的地方。”
目前对黑洞最好的描述是爱因斯坦的引力理论。然而，广义相对论很可能是一个更深层次理论的近似。因为它在黑洞的中心崩溃，在那里它预测了一个无限大密度的荒谬点的存在。这样一个“奇点”被地平线屏蔽了。
已故的史蒂芬·霍金提出广义相对论也可能在黑洞的视界崩溃，而视界可能实际上不是没有回报的表面每个人都相信它是。
“我们还没有看到爱因斯坦的理论偏离，”Özel说，“但发现这么差异是非常重要的。”
艾尔伯特爱因斯坦他从未相信过黑洞的存在，他既会为自己的理论得以幸存而高兴，也会为这个理论的噩梦般的预言竟然成真而惊讶。
Özel说:“爱因斯坦1915年提出的理论如此准确地预测了我们在如此极端的环境中所看到的一切，这是科学的胜利。”Özel说:“到目前为止，黑洞的视界不过是一张纸上的数学公式。”“现在它是真实宇宙中的真实事物了。”
黑洞的第一个图像可能看起来模糊，但在未来几年中将获得更清晰的图像。很可能，它将成为科学史上的标志性的形象，以及Apollo 8的地球上升到月亮或双螺旋楼梯上方的DNA的图像。
“我们人类应该为自己感到骄傲，”Özel说。“在地球上的日常生活中很容易被淹没，但我们应该花些时间才能思考，”我们已经做了这个惊人的事情。我们已经看到了空间和时间的边缘。“
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