捕捉到黑洞的圖像后，下一步是圖像什么？鳴謝:uux.cn/朱迪·布洛姆奎斯特/哈佛大學職員
（神秘的地球uux.cn）據哈佛大學（克莉·西蒙）：由哈佛大學和史密森尼天體物理中心(CfA)領導的一組國際研究人員在四年前實現了曾經不可想象的事情:使用開創性的望遠鏡捕捉黑洞的圖像。
上個月，后下這些研究人員、捕捉步工程師和物理學家中的到黑洞一些人聚集在哈佛大學，考慮并開始起草下一步的圖像計劃:更密切地研究環繞發光橙色黑洞的光子環。該任務被稱為事件視界探索者(EHE)，后下該小組希望它能提供對位于星系中心的捕捉步黑洞的更多了解。
這個耗資3億美元的到黑洞項目研究了空間和時間的性質，它建立在2019年事件視界望遠鏡(EHT)項目的圖像成功基礎上，當時研究人員拍攝了第一張黑洞的后下照片，這是捕捉步一個非常小的焦點，“天空中最大的到黑洞一個只有一臂長的原子大小，”CfA的圖像天體物理學家邁克爾·約翰遜說。
“我們現在試圖做的是啟動一項太空任務，將EHT圖像的清晰度提高10倍，”約翰遜說。這將揭示光子環——由圍繞黑洞旋轉的光形成的環。約翰遜將這些描述為類似于“一個分層的婚禮蛋糕，每當光線經過時，它就會堆積出一個更清晰的環。”目前，“我們在EHT的圖像中看不到這些。它們太窄了，無法與黑洞附近的其他光線區分開來，”他說。
這是一項艱巨的任務，但對于最近聚集的70多名研究人員來說，這個項目開始看起來可能了。“我們試圖弄清楚是否有什么精彩的表演。我們有什么理由不能在未來10年內推出這款產品？令人興奮的是沒有，”特許金融分析師協會的系統工程師賈尼斯·休斯頓說。“我們認為我們可以繼續加大油門，在未來十年內真正建成。”
這個概念似乎來自好萊塢的太空漫游。“探測光子環需要在航天器上記錄大量數據。我們計劃使用激光將相當于整個國會圖書館的信息傳輸到地球，”約瑟夫·佩萊格里諾大學科學和物理學史教授兼哈佛大學黑洞計劃主任彼得·加利森說。

然而，回報可能是曾經看似不可能的事情的有力證明。舉例來說，光子環可以證明星系中心的黑洞在旋轉，并且在旋轉的時候，黑洞會拖著它們的時空一起旋轉。時空是一個數學模型，描述了宇宙的四維結構——長度、寬度、高度和時間。
“如果黑洞在旋轉，它會扭曲光子環的形狀，將其擠壓成橢圓形，”Galison說。如果EHE能夠測量光子環，“這將是對旋轉黑洞彎曲光路徑效果的堅如磐石的測量。”
在EHE可以發射之前，它面臨著巨大的挑戰，從建造冷卻到接近絕對零度的敏感接收器來記錄射到望遠鏡上的光，到發射直徑幾米、表面非常精確的碟形天線。“在美國宇航局，我們一直在推動工程的界限，探索宇宙的全新部分，”美國宇航局戈達德太空飛行中心的任務和儀器科學家Eliad Peretz說。“這是一個將許多不同系統中的突破性技術結合在一起的機會，讓我們比以往任何時候都更接近宇宙的邊緣。”
多米尼克·張(Dominic Chang)正在哈佛大學格里芬藝術與科學研究生院學習物理，他是推動該項目的理論物理科學家之一。在過去的兩年里，他一直在建立基于物理的模型，這些模型“計算速度很快，可以擬合數據來描述時空的三維幾何結構。”在研討會期間，Chang專注于EHE的科學應用，提出了工程師能夠合理構建的建議。
“基本上，我們想提出一套我們知道可以通過大量模擬來支持的想法。這個研討會引發了一連串的新想法。很高興能成為這個項目的一部分，并為與潛在的新實驗相關的突破性進展做出貢獻，”常說。
“這項任務將對美國天文學界在過去十年的調查中確定的多個優先領域產生深遠的影響，”美國宇航局戈達德宇宙起源首席科學家彼得·庫爾琴斯基說。“這是一個非同尋常的機會，讓我們最終了解星系中心的巨大黑洞是如何形成的。”
FAS科學學院院長克里斯托弗·斯塔布斯(Christopher Stubbs)在研討會開始的一天發表了講話，在題為“走向大:大項目和大合作的科學家指南”的演講中為團隊提供了指導。
“這個小組和其他小組一起，成功地完成了對黑洞成像這一矛盾的事情，這很了不起，”他說。“利用這一點并繼續前進意義重大。”