上海和首张黑洞照片因何“结缘”？
再过几个小时，世界上首张黑洞照片就要和大家见面。
今天21时整，全球六地（比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和中国台北、日本东京和美国华盛顿）将以英语、西班牙语、汉语和日语四种语言，通过协调召开全球新闻发布会，事件视界望远镜（EHT）宣布一项与超大质量黑洞照片有关的重大成果。
为何上海会成为全球六个发布会地点之一？它与EHT因何“结缘”？
什么是“黑洞”
“黑洞”这个名词的第一个字“黑”，表明它不向外界发射和反射任何光线或其他形式的电磁波。因此人们无法看见它，它是“黑”的。第二个字“洞”，意思是说，任何东西只要一进入它的边界，就休想再溜出去了，它活像一个真正的“无底洞。
假如用一盏威力巨大的探照灯向黑洞照去，它是不是就原形毕露了？不。射向黑洞的光无论有多强，都会被黑洞全部“吞噬”，不会有一点反射。“洞”之“黑”依然如故。
黑洞并非科学家们在一夜之间突然想到的。早在1798年，法国科学家拉普拉斯就根据牛顿的力学理论推测：“一个密度像地球，直径为太阳250倍的发光恒星，在其引力作用下，将不允许它的任何光线到达我们们这里。”
对这些话，可以作如下的理解——
宇宙飞船要脱离地球进入行星际空间，速度至少要达到11.2千米／秒，否则它就摆脱不了地球引力的束缚。这11.2千米／秒的速度，就是一个物体从地球引力场中“逃逸”出去必须具备的最低速度，称为地球的“逃逸速度”。太阳的引力比地球强得多，因此太阳的逃逸速度要比地球的大得多，等于618千米／秒。如果一个天体的逃逸速度达到或超过了光速，那么就连光线也不可能逃逸出去了。这样的天体就是黑洞。
宇宙间没有任何物体的速度能超过光速。既然连光都逃不出黑洞，那么其他一切东西当然也就逃不出去了。
随着科学的发展，人们对黑洞的认识逐渐深入。如今，关于黑洞的更正确的说法是：“黑洞是爱因斯坦在20世纪初期创立的广义相对论预言的一种特殊天体。它的基本特征是有一个封闭的边界，称为黑洞的‘视界’；外界的物质和辐射可以进入视界，视界内的东西却不能逃逸到外面去。”
黑洞这种“只进不出”的禀性，使它有了一个不雅的外号：“太空中最自私的怪物”。但是20世纪70年代中期，以霍金为首的一些学者基于量子理论对黑洞作了更缜密的考察，结果发现黑洞还具有另一种出乎始料的特征，即它会像“蒸发”那样稳定地向外发射粒子。考虑到这种“蒸发”，黑洞就不再是绝对“黑”的了。
霍金还证明，每个黑洞都有一定的温度，而且温度的高低和黑洞的质量成反比。也就是说大黑洞的温度很低，蒸发也很微弱；小黑洞的温度很高，蒸发也很强烈，类似剧烈的爆发。一个质量像太阳那么大的黑洞，大约需要1066（即“1”后面跟着66个“0”）年才能蒸发殆尽；但是质量和一颗小行星相当的小黑洞却会在10-22（小数点后面21个“0”再跟上一个“1”）秒内蒸发得干干净净。
所有这些，在研究天体和宇宙的起源与演化时，都具有非同寻常的重要性。
为什么是上海？
EHT是由全球200多位科研人员共同达成的重大国际合作计划。据EHT透露，团队通过“甚长基线干涉技术”（VLBI）和全球多个射电天文台的协作，构建一个口径等同于地球直径的“虚拟”望远镜——事件视界望远镜，其分辨本领相当于身处纽约，也能够清楚细数远在洛杉矶的一个高尔夫球上的凹洞。团队将分散在世界各地的射电望远镜同步，使它们同时观测宇宙中的某个方位，记录下制作黑洞图像所必需的信息。
上海之所以能参与到这个全球大科学计划中去，是因为其在VLBI技术上走在前列。
1971年，上海天文台就提出了研制VLBI的计划。1981年，中国科学院院士叶叔华担任上海天文台台长后，VLBI项目也正式上马。为更好地发挥VLBI网的作用，她向上海市领导建言再做一个65米的望远镜，成为中国科学院和上海市的合作项目，未来不管航天器到木星、土星或是太阳系边缘，测轨都不在话下。
她参与倡导将VLBI技术用于我国空间探测，2007年VLBI技术成功应用于“嫦娥一号”探月工程中。2012年，上海65米射电望远镜落成，现已在深空探测和天文研究中发挥了很大作用。这些年的建设为上海培养了一批熟悉VLBI的人才，为参与EHT全球计划打下了基础。
编辑：沈湫莎
责任编辑：顾军
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