出品：《科学大家》
撰文：Sheperd Doeleman 天文学家，事件视界望远镜团队负责人，哈佛大学教授
如何去拍摄一个连光线都无法逃脱的天体“黑洞”?设想尽管光线一旦进入黑洞便无法逃离，但是我们可以拍摄它的边缘，就是那些即将落入黑洞之前的气体物质。通过这样的观测，我们也可以去检验爱因斯坦的广义相对论，另一方面，我们也可以把星系核心的黑洞作为人类研究的实验室。
上图是武仙座A，这是在可见光波段拍出的图像，在图片的中间位置，可以看到有恒星密集分布的星系。
虽然武仙座A的照片非常美，但上面这张图才是经典。这是同一区域拍出来的射电波段的图像。从图中我们可以看到两股喷流从星系的内部喷涌而出，延伸超过距离达150万光年。
究竟是什么在驱动这样的能量输出?要知道，这样的喷流释放能量大约相当于200亿颗超新星同时爆发。能够做到的就只有一种可能性，那就是一个快速旋转的超大质量黑洞，大量物质正在快速被吞噬，并同时以接近光速的速度向两侧释放喷流，穿越整个星系，而我所在的实验室的目标正是要深入其中，看能否目睹黑洞边界。
1979年，法国物理学家让·皮埃尔·卢米涅用推导过程，第一次描述了假如人类能直接看到黑洞，将会出现什么效果。他描述说，人类将看到黑洞的“阴影”(shadow)，除了圆盘状的边缘之外，黑洞背后的部分也会在上下位置上显示出来。
根据爱因斯坦的广义相对论和德国物理学家史瓦西的研究成果，黑洞的阴影面积是可以计算的，反过来，我们也可以通过这次观测，来验证爱因斯坦的理论是否精确。卢米涅还不满足于推导过程，他绘制出了世界上第一幅黑洞外观的效果图。
通过观察光线在黑洞附近时的弯曲情况，我们可以看到单个光线会绕着事件视界转圈。随着黑洞周围的高温气体产生的光线越来越多，大量光线会从黑洞后方照射过来。
上图是我们现在对于黑洞外观的最佳模拟，使用超级计算机，通过很长时间，占用了无数CPU算力才得到的模拟结果。在这个动图中，你可以清楚的看到光子转动的边界。除此之外，你还能看到大量高温气体朝着黑洞旋转下落的过程。
那么，我们是如何做到这一切的呢?
黑洞边缘的光线，要穿越黑洞旁的高温气体，穿越宇宙空间中的恒星际物质，穿越地球的大气层，并最终被我们观测到，大概也就只有一种波长的光线有可能：那就是波长大约是1毫米左右。而要想对其进行观测，我们将需要一个地球那么大的射电望远镜，另外，它的分辨率相当于你站在美国洛杉矶，能看清波士顿或者纽约一张报纸上的字。
目前，人类不可能造出那么巨大的望远镜，当然，我们也不会那样干。我们使用的是一种叫做“甚长基线干涉”(VLBI)的技术：将分布在世界各地的望远镜连接起来，用极为精准的原子钟校准时间，开展同步观测，其误差每1000万年不超过1秒。这样就相当于构建了一台口径和地球直径相当的巨型射电望远镜。
每台望远镜都会获得海量数据，我们都是用硬盘来存储，并通过快递公司快递硬盘的方式来传输数据，因为数据量太大，在线传输根本满足不了需求。
举个例子，想要从南极望远镜向数据中心在线传输它所采集的所有数据，要花费25年的时间，因此还不如等天气好的时候，用飞机直接把硬盘送走，或许真的没有比用波音747飞机直接运送硬盘更高效的数据传输方式了。
