中科院上海天文臺團隊談“黑洞攝影記”：人類既偉大又渺小

“M87黑洞距離我們5500萬光年，也就是說實際上我們看到的光是5500萬年前發出來的。這讓我覺得人類很偉大，又很渺小。”中國科學院上海天文臺臺長沈志強說。

幸運的時代：有了“觀宇宙利器”

2019年4月，全世界200多位科學家合作完成的一項重大天文學成果——人類首張黑洞照片在全球多地同步發布。在當時這200多位科學家中，來自中國大陸的有16人，包括中國科學院上海天文臺的8人。

“不識廬山真面目，只緣身在此山中。”沈志強近日在受訪時說。回憶起人類首張黑洞照片出爐的過程，他感嘆，要拍到黑洞的照片是很難的，而銀河系中心黑洞照片的捕獲則是難上加難。人類身處銀河系，如何能“望穿”太陽系，透過銀盤“看”到銀河系中心的黑洞，這里面有很多挑戰。

他解釋說，愛因斯坦的廣義相對論早就預言了黑洞的存在，但100多年前，再聰明的地球人，技術未成熟也觀測不了黑洞。

科學和技術是緊密相連的，有了“觀宇宙利器”，才有了黑洞照片的面世。而這“觀宇宙利器”即利用世界各地的8個地面射電望遠鏡(同步觀測)及地球自轉，形成一個口徑如地球般大小的“虛擬”望遠鏡。由此，才有了第一張、第二張乃至以后更多張黑洞照片的出爐。

全球的智慧：相繼兩張黑洞照片

在沈志強看來，人類首張黑洞照片是全球團隊合作的典范，來自世界各地的科研人員在十幾年的時間里以搜尋黑洞照片為科學目標，創建EHT(事件視界望遠鏡)合作組織，捕捉黑洞的圖像。

其實，科學家們當時瞄準了兩個黑洞，一個是銀河系中心的黑洞，一個是M87星系中心的黑洞。前者離地球近，但是質量小，后者離地球遠，但是質量大，所以這兩個黑洞從地球上看大小差不多。銀河系中心的黑洞因為質量小而“善變”，幾分鐘一動，不好拍。于是幾十天一動的M87星系中心黑洞率先擁有了人類拍攝到的首張“黑洞身份照”。繼2019年之后，2022年5月，人類終于揭曉“拍攝”到第二張黑洞照片——那個“善變”的、位于銀河系中心的超大質量黑洞“人馬座A*(Sgr A*)”，它的照片也被“沖洗”出來了。

作為“黑洞攝影團隊”成員之一，中國科學院上海天文臺研究員路如森說，給黑洞拍照的故事并沒有結束，中國科學院上海天文臺團隊正在推動國內相關設施的建設，希望未來能給黑洞拍由連續畫面構成的“電影”。他指出，為了在下一步給黑洞拍攝“電影”的研究中搶占科技制高點和贏得更多國際學術話語權，中國科研團隊需要有自己的觀測設備。中國科研團隊已推動實施了毫米波 VLBI(Very Long Baseline Interferometry，甚長基線干涉測量)實驗系統建設，同時正推動在中國西部地區建設亞毫米波望遠鏡及陣列。

無止境的探索：科研沒有終點

要從地球上看見黑洞，必須使用在亞毫米波段工作的望遠鏡。亞毫米波天文觀測需要干燥的天氣環境和稀薄的大氣，因此火山口是一個不錯的選擇。“黑洞攝影團隊”成員之一、中國科學院上海天文臺副研究員江悟曾在美國夏威夷州的火山口觀測黑洞。

“最大的福利莫過于有時觀測完黑洞、凌晨返回的途中，看到另一個山頭的火山口正噴發著火星子，我感覺同時趕上了宇宙黑洞的神奇和大自然的神奇。”江悟回憶說。

研究浩瀚宇宙的天文學擁有一批擁躉。中國科學院上海天文臺助理研究員趙杉杉是一名“90后”，她深感能給黑洞拍照的幸運，“工作不僅滿足了我探索未知的需求，大家對黑洞的關注也讓我實現了社會價值。”與黑洞打交道讓她覺得有趣，她說，其實天體和人一樣復雜，正在經歷很多變化，“如果你‘投胎’成黑洞的話，可能也會經歷黑洞的煩惱。”

人類的首張、第二張黑洞照片已出爐，每次都引起國際關注，團隊成員也與有榮焉。沈志強深感團隊的幸運，“一生擇一事，如果我們能獲得一些成果，那是最大的褒獎；如果沒趕上(成果發布)也沒關系，自己心里要對自己的研究予以認可。”

在他看來，科研本身就是一件很有意思的事情，因為科研人員永遠在追求極致的同時又打開更多研究領域；比如黑洞照片，有了第一張之后又有了第二張，未來科研人員還可以觀測更多，包括雙黑洞。

“科研永遠沒有終點。”他說。