关于“摄猎”黑洞的八大天问(2)

　　与光学照片一样，清晰度根源于分辨率。要提高望远镜分辨率，可从两方面努力：一是降低观测频段光子的波长（等价于增强能量），二是增加望远镜的有效口径。利用全球不同地方的望远镜联网，我们得到了一个口径超大的望远镜，并在相关技术相对成熟的射电波段内，选择了能量最高的毫米和亚毫米波段。

　　值得注意的是，有效口径取决于望远镜网络中相距最远的两个望远镜之间的距离。2017年，一系列亚毫米波望远镜加入观测，2018年北极圈内格陵兰岛的亚毫米波望远镜加入，基线长度增加，提高了分辨率。

　　虽然我们现在的亚毫米望远镜基线已达到了1万公里，但空间分辨率刚达到黑洞视界面的尺寸，所以在科学家们观测的有限区域内，就相当于只有有限的几个像素。在《星际穿越》中，天文学家基普·索恩设想的黑洞形象——包括吸积盘的许多具体细节——都通过技术手段呈现了出来，然而在真实的情况下，我们在照片中只能看到吸积盘上的几个亮斑而已。

　　既然我们可以将两个望远镜放置得很远实现更高分辨率，那么能否只用两个望远镜来完成黑洞照片呢？很遗憾，不行。观测要求的不仅仅是分辨率，还有灵敏度——高分辨率可以让我们看到更多的细节，而高灵敏度则能够让我们看到更暗的天体。

　　③视界望远镜2017年开始拍摄，近日才发布成果，为什么这张“简单”且“模糊”的照片“冲洗”了两年之久？

　　首先，望远镜观测到的数据量非常庞大。2017年，望远镜的数据量达到了10PB（10240TB），2018年又增加了格陵兰岛望远镜，数据量继续增加。庞大的数据量使处理的难度不断加大。

　　其次，在数据处理的过程当中，科学家也遭遇了不少技术难题——黑洞附近的气体处于一种极端环境当中，其运动有着非常多的不确定性——为了解决这些问题，科学家们还专门开发了特定的程序和工具。

　　再次，为了保证结果的准确性，在最终数据处理的时候，严谨的科学家们在两个不同的地方分别处理、分别验证。全世界范围内设立了两个数据中心，一个是位于美国的麻省理工学院，另外一个是位于德国的马普射电所。二者彼此独立地处理数据，也彼此验证和校对，保证了最终结果准确可靠。

　　④黑洞研究历时已久，4年前引力波已经让我们“听”到了来自黑洞合并的声音，为什么直到今天我们才“看”到黑洞的照片？

　　简单地说是因为黑洞区域实在太小了——而之前望远镜角分辨率或者放大倍数不够，在过去几年中，我们才真正实现了能够看到黑洞附近区域的分辨能力。

　　其实，早在2017年进行全球联网观测之前，全球很多科学家已经为此努力了十多年的时间，并且利用望远镜阵列当中的几个进行了联网尝试，探测了银河系黑洞附近的区域，结果确实在亚毫米波段探测到了周围的一些辐射，这给了团队很大的信心。

　　在此之前，尽管科学家们已经掌握了很多证明黑洞确实存在的电磁观测数据，但是这些证据都是间接的——少数科学家会提出一些怪异的理论来作为黑洞的替代物，因为我们并没有直接观测到黑洞的模样。

　　2016年探测到的双黑洞合并产生的引力波，更是让人们愈加相信黑洞的存在。但引力波是类似于声波的“听”的方式，而电磁方式是一种“看”的方式，对于更倾向于“眼见为实”“有图有真相”的人类而言，以直观的电磁方式探测到黑洞还是非常让人期待的。所以，在2016年初引力波被直接探测到之后，视界面望远镜并没有放弃观测，反而以全球联网的方式，把这一探测技术推向了极致。

　　⑤如此大费周章，除了满足人们“眼见为实”的心愿，黑洞照片对于验证相对论、揭秘星系演化有何意义？