人们第一张黑洞照片公布 2 年之后偏振图象来了，更清楚，探索黑洞何等不容易

1783 年 11 月，一位美国当然哲学家、牧师 John Michell 在写给物理学家卡文迪什 （Henry Cavendish）的一封信中，最先明确提出很有可能存有一种暗星体（dark body）或暗星（dark star），其相对密度巨大，有着连光都没法肇事逃逸的极大吸引力。

自 John Michell 第一个明确提出存有「暗星体」迄今，人们对这一神密星体的探寻从没终止。幸运的是，日常生活在 21 新世纪的大家虽难知其全景，却也看到了宝贵的黑洞照片。

2019 年 4 月，由全世界 30 好几个科学研究企业构成的事件视界望眼镜（EHT）精英团队发布了第一张黑洞照片，这张相片来源于 M87 星球超级黑洞。

接着在 2020 年 4 月，科学家们又发布了全世界第二张黑洞照片，即一张 2017 年 4 月拍攝到的 55 亿光年外的类星体 3C 279 中间关键以及水射流发源的照片。

而有关超级黑洞科学研究的最新动态是：2021 年 3 月 24 日，EHT 精英团队再度发布了一张黑洞照片——它是 2019 年 4 月发布的 M87 星球黑洞照片在偏振光下的影象。

有些人说，人类历史第一张黑洞照片现如今更为清楚了，事实上相片中的线框标识了光的偏振方位，与超级黑洞黑影周边的电磁场相关。

用专家得话说便是：

EHT 精英团队为表明这一超大型品质超级黑洞出示了一个全新的角度。

什么是超级黑洞？

掌握 EHT 精英团队的科学研究前，先来了解一下超级黑洞。

大概在 John Michell 信中提及存有「暗星体」的 132 年之后，一位彼此也不生疏的物理大神再度推测了其存有。

1915 年，牛顿（Albert Einstein）完成了广义相对论的基本，并于第二年宣布发布。

Albert Einstein 的广义相对论推测，在宇宙中存有一种星体，是由品质充足大的行星在核聚变反应的然料耗光而身亡后，产生引力坍缩造成的。这类星体相对密度巨大、容积很小，吸引力也极为强劲，达到连光源都被吸引住，没法肇事逃逸。

没多久后，法国物理学家 Karl Schwarzschild 为这一推测干了精准解。

Karl Schwarzschild 根据测算获得了牛顿场方程组的一个真空泵解，这一解说明，假如一个静态数据球对称性星体的具体半经低于一个时间常数（这儿指知名的史瓦西半径），周边便会造成奇特的状况：一旦进到一个被称作“全视”的页面，就算是光也挣不脱（这儿指事件视界，即一种时光的界限。事件视界中，吸引力极大，超级黑洞周边的逃逸速度超过光的速度，一切光源皆不太可能逃离；事件视界外，物件则不容易遭受超级黑洞危害）。

直到 1969 年，英国星体物理学家 John Archibald Wheeler 初次明确提出了“超级黑洞”的定义。

自此，超级黑洞的界定则是：

时空曲率大到光都没法从其事件视界逃离的星体。

探寻超级黑洞，何等不容易

无论推测也罢，测算也好，都没法真实认知超级黑洞的存有，更无须谈进一步探寻。

但值得一提的是，1964 年，英国探空火箭发觉了一个坐落于坐落于天鹅座方位的双星系统「天鹅座 X-1」。

天鹅座 X-1 做为一个 X 放射线双星系统，包括着一个能造成 X 放射线源的高密度星和一颗蓝巨星。

那时候，美国基础理论物理学家 Stephen Hawking 和美国理论物理学家 Kip Stephen Thorne 曾拿天鹅座 X-1 打赌。Stephen Hawking 赌天鹅座 X-1 并不是是超级黑洞，但接着愈来愈多的观察直接证据摆放在眼下，Stephen Hawking 也在 1990 年认可天鹅座 X-1 便是超级黑洞，也是人们在具体探寻中发觉的第一个超级黑洞。

根据这一事例可以看出，人们对超级黑洞的探寻非常艰辛，非常大一部分缘故取决于超级黑洞没法立即被观察到，生物学家只有间接性获知其存有、品质尺寸及对别的事情的危害。

实际来讲，物件被超级黑洞吸进以前，其吸引力产生的瞬时速度会造成 磨擦，从而释放出来一些信息，而这就是生物学家分辨超级黑洞存有的重要直接证据（注：借由间接性观察行星或星际帝国云气流绕道的运动轨迹，也可以寻到一些真相）。

超级黑洞针对很多人来讲，也许如同诺兰的电影，不必尝试去了解，体会就行（手动狗头）。

为进一步掌握超级黑洞，专家采用了一个专用工具——一种名叫「事件视界望眼镜」（Event Horizon Telescope, EHT）的由 8 个太空望远镜（太空望远镜就是指观察、科学研究来源于星体的射电波的基本上机器设备）产生的互联网，它关键试着观察的是事件视界。

2006 年，来源于全世界 30 好几个研究室的专家协同起來，进行了给超级黑洞照相的方案。

大家先前曾报导，这一方案下，遍布在全国各地的 8 个太空望远镜协同观察同一总体目标源、纪录数据信息，进而产生一个规格等效于地球直径的虚似望眼镜，将望眼镜的角屏幕分辨率提高至足够观察事件视界限度构造的水平。

就 EHT 的辨别工作能力，中科院有一个栩栩如生的形容：等同于在地球上认清月表面一张透支卡需要的屏幕分辨率。

2017 年 4 月，黑洞照片的拍攝工作中进行，专家开始了数据处理方法全过程。

总算，英国东部时间 2019 年 4 月 10 日 9 时，美国华盛顿、中国上海和台北市、澳大利亚圣迭戈、丹麦阿姆斯特丹、荷兰灵比和日本日本东京另外举办记者招待会，公布了人们得到的第一张黑洞照片。相片表明了一个光亮的环形构造，环形构造中间的灰黑色地区恰好是超级黑洞的黑影。

因此，EHT 精英团队于 2019 年 9 月得到了科学研究提升奖基本物理奖。

第一张超级黑洞光的偏振图象公布

间距第一张黑洞照片发布，已以往近些年。

当地时间 2021 年 3 月 24 日，3 篇来源于 EHT 精英团队的发表论文于《天体物理杂志快报》，毕业论文共同编撰的者均高达百位数。

毕业论文关键涉及到黑洞边缘的光的偏振特点，与有机构的极向电磁场相关。

对于此事，中科院表明：

它是科学家第一次在这般贴近黑洞边缘处测得定性分析电磁场特点的光的偏振信息内容，该結果对表述间距地球上 5500 万光年的 M87 星球怎样从其关键向外散播动能极大的射流具备重要实际意义。

其研究对象 M87 星球超级黑洞，是坐落于 M87 星球（即巨蟹座）的一个极大超级黑洞，其品质约有 30-60 亿次太阳的质量，与太阳系行星间距约 5000 万光年——当今，专家选中的关键观察总体目标就是 M87 星球超级黑洞和坐落于银河系中心的 Sgr A*（即人马座 A*）超级黑洞。

EHT 精英团队根据深入分析 M87 星球超级黑洞的有关数据信息发觉：M87 超级黑洞周边的非常一部分仅是光的偏振的。

光的偏振（polarization）又被称为电极化，指的是横波震动矢量素材（即垂直平分波的散播方位）偏于一些方位的一种状况。这类震动方位针对散播方位的不可逆性，是横波差别于别的横波和纵波的一个最显著标示。

据上海天文台详细介绍：

在射电天文学行业，大家接受到的绝大多数星体数据信号是偏振光。但是，因为光的偏振特点会因为累加效用被消弱，且在超级黑洞周边的高密度地区里，光深一般也会危害光的偏振水平。

上海天文台觉得，EHT 可以拍攝到 M87 超级黑洞黑影周边的高像素光的偏振图象，关键缘故取决于：

• EHT 的分辨本领高，可以溶解开高密度地区；

• 观察股票波段在短mm股票波段，进而大大的消弱了光的偏振水平所遭受的危害。

EHT 精英团队组员、上海天文台副研究员江悟表明：

基本 VLBI（甚长基准线干涉技术）光的偏振精确测量存有艰难，EHT 获得这一光的偏振图象更充满了挑戰。因此在第一张超级黑洞图象公布后，光的偏振图象的问世花销了近些年。

毫无疑问，这一研究成果再一次加重了人们对超级黑洞的认知能力。