人类看到的第一张黑洞照片是她“做”的

这是先前由计算机模拟生成的M87星系中心黑洞两种可能的样子。

凯蒂·布曼激动得十指交叉，身边的电脑屏幕上，黑洞的样子模糊显现出来，一行行代码在旁边滚动。

凯蒂·布曼研究了半吨硬盘的数据才有了第一张黑洞照片。

黑洞模拟图。

在全球数十个研究机构、200多名科学家共同努力下，4月10日，人类史上首张黑洞照片正式发布。这颗黑洞位于代号为M87的星系当中，距离地球5500万光年之遥，质量相当于65亿颗太阳。那巨大的火环，宛若打开另一个平行时空的入口，让我们一窥浩瀚宇宙的奥秘，感受科学探索的无尽魅力。

向着未知世界挺进，是人类文明发展的原动力，它让国际空间站的太空漫游不再寂寞，让追寻DNA生命本质的旅程加快脚步，让突破量子密码的视野更加开阔。有人说，有生之年见到黑洞已然无悔，但人类不会停下探索的脚步。在星辰大海的探秘征途上，人类携手合作，未来还有很多新的奇迹。

爱因斯坦又对了

4月10日，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。这颗黑洞位于代号为M87的星系当中，距离地球5500万光年之遥，质量相当于65亿颗太阳。这张照片来之不易，为了得到这张照片，天文学家动用了遍布全球的8z座射电望远镜，组成了一个“事件视界望远镜”（Event Horizon Telescope，缩写EHT）。从2017年4月5日起，这8座射电望远镜连续进行了数天的联合观测，随后又经过2年的数据分析才让人类一睹黑洞的真容。

早在1915年，爱因斯坦发表广义相对论，最先预言了黑洞的存在。100多年后的今天，人类有望第一次“亲眼目睹”黑洞真容。这张在全球多地同步公布的“大片”，因为图像模糊，被网友们调侃为“甜甜圈”“蜂窝煤”等。不过，可别小看了这张照片，它的出现，终于证实了黑洞的存在，也使得爱因斯坦的百年猜想得到检验。这模糊的图像也来之不易，它经历了十多年准备，最终由四大洲八个观测点组成了一个如同地球直径大小的虚拟望远镜，在两年观测并处理数据后，才让人类得以看到黑洞。

两百多年前，就有科研人员设想宇宙中存在一种质量巨大、引力强到连光也无法逃脱的天体。爱因斯坦在一百多年前提出的广义相对论，可用于计算出这种天体的若干性质。但黑洞作为一个科学术语，直到20世纪60年代才由美国天体物理学家约翰·惠勒提出。

黑洞引发人们无限遐想，但没有人知道它真正的模样。因此第一张黑洞照片备受期待，被誉为“非凡的科研成果”，是天文学上的“重要里程碑”，“具有历史性意义”。

给黑洞拍照的“事件视界望远镜”项目科学委员会主席、荷兰奈梅亨大学教授海诺·法尔克表示，黑洞涉及人类对宇宙的根本了解，“我们的宇宙中有两大理论，爱因斯坦的相对论描述了宏观，量子力学描述了微观，但是在黑洞的边缘，相对论与量子力学无法协调，在那里可能会发现新的东西。”

百年后发布的黑洞照片，又一次支持了广义相对论。不由让人想起被多次重复的那句话：爱因斯坦又对了。

由8座射电望远镜联合拍摄完成

由于光线无法逃出黑洞，科研人员要拍的实际上是黑洞产生的“阴影”以及周围的吸积盘等，从而描绘出黑洞的轮廓。此次拍照的其中一个目标是代号为M87的超巨椭圆星系中心黑洞，它的质量是太阳的65亿倍。

给黑洞拍照的难点，在参与此次大科学计划的专家眼中，可以用三个字来形容：“小”“暗”“扰”——细节太小，信号太暗，干扰太多。

其中，有一项技术堪称关键，即“甚长基线干涉测量”（VLBI）技术。“甚长基线干涉测量”是一种射电天文学测量方法，它允许用多个射电望远镜同时观测一个天体，从而模拟一个大小相当于望远镜间最大间隔距离的巨型望远镜。在中国嫦娥一号探月任务中人类首次将“甚长基线干涉测量”技术应用于探月工程的实时测轨工作中。

为了拍摄黑洞，科学家使用“甚长基线干涉测量”技术模拟出“口径像地球一样大的望远镜”，这就是“事件视界望远镜”，它并不是一个传统观念的观测平台，而是由位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极的天线组成观测阵列，包括8处独立的大型天文望远镜阵列。这些望远镜从南到北横跨7000公里左右，两者之间最远距离超过1万公里。科研人员利用这些分布在世界各地的天文望远镜，组成一台巨大的虚拟望远镜，其口径相当于地球直径，因此EHT也被称为“地球一样大的望远镜”。8座射电望远镜通过“甚长基线干涉测量技术”联合起来，成功拍到人类历史上第一张黑洞照片。

要顺利拍照，不仅要“看”得远，还要选对频道。“对黑洞成像而言，最佳的波段进行观测至关重要，这个波段就在1毫米附近，成像的分辨率相当于能在黑龙江漠河阅读南沙群岛上的一张报纸。”路如森说。专家解释，这一波段的黑洞电磁波辐射最明亮，而背景“噪音”的干扰又最小。

拍照难，洗照也不易。望远镜记录下的海量数据，需要进行复杂的后期处理和分析，才能获取最终的黑洞图像。以2017年4月的观测为例，每个台站的数据率达到惊人的32GB/秒，8个台站在5天观测期间共记录约3500TB的数据。专家表示，如果是像看电影一样不间断地看，这些数据至少需要500多年才能看完。

人类看到的第一张黑洞照片是她“做”的

首张黑洞照片的曝光让长久以来人类关于黑洞的探索，在这一刻终于得到影像印证。以往，提到黑洞，我们最先想到的可能是爱因斯坦、霍金、卡尔·史瓦西等这些居功至伟的男性科学家。但随着首张黑洞照片公诸于世，有一位女科学家我们不得不提：那就是年仅29岁的女性科学家凯蒂·布曼（Katie Bouman）。

为什么在首张黑洞照片的诞生上，凯蒂·布曼功不可没呢？可以这么说，没有她，地球人看不到黑洞的样子。凯蒂三年前加入黑洞团队领导算法小组，目前还是美国麻省理工学院的一名博士生，尚未毕业。

这次拍摄的距离足有5500万光年，来自世界各地的200多名科学家，通过分布在全球各地的射电望远镜收集了海量天文数据。装载这些数据的硬盘，加起来有半吨重。而凯蒂发明的算法，能够处理如此“分散、噪杂”的数据，将其转化为清晰的、可以让人理解的图像。

这个领域集中了全球顶尖的物理学家和天文学家，而她的特长却是计算机科学和人工智能。在首张黑洞照片面世的过程中，她的作用最关键：必须使用计算机成像技术。将半吨数据变成一张靓图，凯蒂领导的算法团队尝试了无数次。她解释说，不只用了一种算法，而是试了很多种。一次次地试验，然后看哪一种最合适。

奇迹发生在去年6月的一天，数据处理进入决战阶段。她和三名同事挤在闷热狭窄的实验室里，紧盯着计算机屏幕，按下“go”键，看看编写的代码程序是否奏效。因为失败过太多次了，大家没怎么抱有希望。这只是一个很平常的工作日，他们也不知道会形成怎样的图像，一切属于未知。凯蒂以为，可能会在屏幕上看到一个黑斑。

“那个光环就那么容易地出现了，真是难以置信。”而这张图片就是人类史上首张黑洞照片，像个发亮的橙色魔戒，带有一部分阴影，今年4月10日，这张照片展现在全球人面前。

三年来，凯蒂一直对这个项目守口如瓶，从未向外界透露，就连对家人也未提只言片语。直到喜讯正式公布后，她才贴出一张实验室里的工作照，笑得很开心，附言：难以置信（disbelief）。桌上的笔记本电脑，打开的网页正是那张黑洞照片。

人们甚至将她与史上最伟大的女程序猿玛格丽特·汉密尔顿相提并论。同样为麻省毕业生，汉密尔顿编写的代码，促成了人类首次登月行动，而凯蒂的算法则让全球人民得以一窥黑洞的真实面目。

凯蒂则强调“这是团队的努力”。她说：“我们没有人能独自完成这项工作。正是因为有很多来自不同背景的人聚集在一起，团结一致，我们才能完成这项任务。”

对于科学界缺乏女性，凯蒂说她很少考虑到这些。如今她想告诉女同胞们，做科学研究并不仅仅是在实验室里熬着，或是闷坐在电脑前打字。她也曾走到旷野中，仰望星空。两年前，她到过墨西哥，站在射电望远镜旁边，看着它拍摄距离5500万光年的黑洞传送数据。走进科学领域，意味着“和全世界的人一起工作”。

08—09版来源：新华网、光明网、中新网、参考消息、

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