黑洞到目前為止仍舊是宇宙中被了解最少的現像之一。其質量數值從太陽的數倍到數十億倍，在茫茫宇宙之中它們就像是水中的油滴那樣游蕩
1月23日消息，據物理學家組織網站報道，1月18日，物理學家和其它相關領域的科學家們將聚集美國亞利桑那州圖森參加一個會議，在這次會議上，他們將探討一項就在幾年之前還被認為是不可能實現的想法。本次會議的召集人是迪米特裡·薩爾提斯(Dimitrios Psaltis)，他是亞利桑那大學斯圖爾特天文台的天體物理學助理教授，以及丹尼爾·馬龍(Daniel Marrone)，他是斯圖爾特天文台的天文學助理教授。
那麼這些科學家們究竟要探討什麼事情呢？薩爾提斯說：“沒有人曾拍攝過黑洞的照片，而我們這次想要做的正是這件事。”
謝潑德·多勒曼(Sheperd Doeleman)是麻省理工學院赫斯塔克天文台主任助理，他說：“哪怕在5年之前，這樣一個想法也會被認為是不可想像的。” 多勒曼還擔任著“視界望遠鏡”(Event Horizon Telescope)項目的首席科學家。顧名思義，這一項目的目標就是拍攝到黑洞的照片。多勒曼說：“現在我們已經有了可以做出嘗試的相關技術。”
黑洞的概念最早是由愛因斯坦的廣義相對論導出的，在隨後的數十年間又經過了大量的觀測，測量和實驗驗證。但是人們從來未能實現對黑洞的直接觀測，或者拍攝到黑洞的照片。我們所知的僅僅是這種神秘天體對於周遭的時空施加的巨大引力作用。
多勒曼說：“黑洞是你能在宇宙中找到的最極端的環境。”黑洞擁有難以想像的超強引力場，它能夠吞噬一切進入其控制範圍內的物體，甚至連光也無法逃脫魔掌。因此從這一點來說，黑洞是不可能發出任何光線的，它只是隱藏在宇宙一隅的深邃黑暗。
那麼既然如此，我們又怎麼可能去拍攝這樣一種根本就“看不見”的物體呢？對此，多勒曼進行了解釋，他說：“當大量的塵埃和氣體物質旋轉著向黑洞下落，在黑洞附近會由於物質太擁擠而發生某種‘交通堵塞’。這有點像是浴缸中排水時形成漩渦的景像。在此過程中物質之間的劇烈摩擦導致急劇的升溫過程。氣體和塵埃物質形成等離子體，溫度高達十億攝氏度或更高，這樣它們就會‘發光’，並釋放出可以在地球上探測到的能量。”
一旦我們成功拍攝到旋轉下降的物質流，我們就將能夠勾勒出黑洞的外部輪廓，盡管這並非黑洞本體，我們暫且可以稱之為黑洞的“影子”。一旦越過這條輪廓線，進入更加靠近黑洞的位置，一切都將無可挽回，這條“死亡界限”被稱為“視界”。任何越過視界的物質都將無法逃離，甚至光線也是一樣。
薩爾提斯說：“到目前為止，我們擁有一些見解的證據證明在我們銀河系的中心位置存在一個黑洞。而如果我們真的拍攝到了它的‘影子’，那麼一切都將確鑿無疑。”
盡管計算顯示隱藏在銀河系核心位置的黑洞質量高達太陽質量的40億倍，但是在天文學家們的眼中，這真的不算什麼。這樣一個黑洞產生的視界範圍大致和水星軌道相當，但是它遠在2.6萬光年之外。因此對於地球上的人們來說，它看起來就像是放在月球表面的一個西柚那麼大。馬龍說：“要想看到這麼遠的地方那麼小的一個物體，你需要有非常大的望遠鏡。而在地球上，你能制造的最大型的望遠鏡就是將整個地球半球作為望遠鏡的直徑。”
為了實現這一宏偉目標，天文學家們正在計劃將散布在全球各處的射電望遠鏡連接起來，其中包括亞利桑那州格雷漢姆山上的亞毫米望遠鏡(SMT)，夏威夷莫納克亞山頂的望遠鏡以及位於加州的毫米波天文學研究望遠鏡聯合陣列(CARMA)等等。另外這一網絡還將包括一些位於歐洲的射電望遠鏡，一台位於南極洲的10米口徑望遠鏡以及一台位於墨西哥一座4500米海拔山頂上口徑15米的射電望遠鏡。
多勒曼說：“簡單而言，我們正在構建一台虛擬望遠鏡，其口徑相當於地球直徑。我們使用的每一台獨立的大型射電望遠鏡都可以被視作是這一巨型望遠鏡的一部分，有了這樣一台巨型望遠鏡，我們就將能夠實現對銀河中心黑洞的成像。”
他說：“視界望遠鏡並非一蹴而就，就像我們按下一個按鈕然後就獲得所有數據那樣。事實並非如此，而是這樣：我們會逐年增強它的能力，讓更多的望遠鏡加入進來，這樣就能逐漸讓我們獲得的影像變得更加清晰，有點像是從較低像素的圖片變為較高像素圖片的轉變過程。”
其中，對於構建這樣一台巨型“視界望遠鏡”網絡至關重要的一環是位於智利的的ALMA，即“阿塔卡瑪大型毫米波陣列”。這一強大的觀測陣列包含50台射電望遠鏡，聯合運行時相當於一台口徑90米的射電望遠鏡。多勒曼稱之為“真正改變游戲規則的設備”。如果能爭取讓ALMA設備參加這一網絡，將能讓視界望遠鏡的觀測分辨率翻倍。
在一份項目簡報中，一位參加該項目的科學家寫道：“視界望遠鏡將讓我們前所未有的接近一個黑洞的邊緣。”薩爾提斯說：“我們將有能力實際看到在非常接近黑洞視界邊緣的地方究竟是何種情形，這裡擁有宇宙中最強大的引力常之前從未有人在這樣強大的引力場中檢驗過愛因斯坦的廣義相對論。”
廣義相對論預言，限定黑洞邊界的這條明亮視界一定是一個完美的圓形。而根據薩爾提斯的說法，這樣一次觀測將能夠提供重要的驗證。薩爾提斯率領的小組的主攻方向便是廣義相對論。
他說：“如果我們發現視界的形狀是橢圓形而非正圓形，那麼就將意味著愛因斯坦的廣義相對論存在缺陷。但即便我們最終發現一切都符合廣義相對論的預言結果，那麼這一過程本身也將幫助我們加深對於這一理論本質的理解。”
黑洞到目前為止仍舊是宇宙中被了解最少的現像之一。其質量數值從太陽的數倍到數十億倍，在茫茫宇宙之中它們就像是水中的油滴那樣游蕩。現在我們認為大部分(如果不是全部的話)的星系核心都擁有超大質量的黑洞存在，而質量較小的黑洞則遍布宇宙空間各處。光在我們的銀河系中，科學家們就估計存在大約25個大小不一的黑洞，質量從太陽質量的5倍到10倍不等。
馬龍說：“而位於銀河系核心的那個黑洞有幾點好處，首先它足夠大，另外離開我們的距離也不算太遠。在其它星系中存在著更加巨型的黑洞，但是那些太遙遠了。也存在一些更近的黑洞，但是質量要小得多。而銀河系核心的黑洞則是觀測目標的不二之眩”
那麼為什麼天文學家們會選擇在射電波段進行這樣的觀測，而不是在可見光或者紅外光波段呢？這主要有兩方面的原因：一是要想從地球上觀測銀河系的核心部位，需要穿透銀河系密布恆星的盤面，而無線電波可以穿透數千光年遍布恆星，塵埃和氣體雲的空間；而第二點則是，研究顯示要將全世界的光學望遠鏡組合成一台類似口徑的巨型望遠鏡在技術上是不可能的。
即便是在射電波段上，將多台相距上千公裡的大型射電望遠鏡獲取的數據進行修正，防止其與大氣層中的水汽發生相互干涉，並同時保證精確的計時協調以便實現聯合成像也是最近幾年才開發出來的技術。
在觀測時，網絡中每一台成員望遠鏡都將進行獨立觀測並將數據存放在硬盤中，這些數據隨後將被人工運送到設在美國麻省理工學院的中央數據處理中心。要協調全世界各地的協同觀測需要一個相互密切配合的國際團隊。
正因為如此，薩爾提斯說：“這次會議並非像一次普普通通的會議那樣，人們因為希望和同行們分享他們的研究成果而前來與會。對於視界望遠鏡而言，我們需要全世界的科學家聯合起來一起制造這台望遠鏡，因為它和這顆星球一樣大。人們從全球各地趕來參會，因為他們必須參與進來，共同努力。”(晨風)