事件视界：在拍摄黑洞之后，科学家们现在正在制作一部电影

黑洞的第一批移动图像可以揭示等离子体漩涡和坍缩的恒星，加深我们对宇宙的理解。

长期以来，一种广泛存在的误解将太空中的黑洞等同于虚无，即“一切的终结”。但包括欧盟研究人员在内的全球科学家团队成功拍摄了它们，发现了足够的新证据来进一步推进他们的调查。

荷兰裔德国天文学家、教授海诺·法尔克（Heino Falcke）是那些想要了解“我们知识的终极边缘”——黑洞的人之一。

天体粒子物理学教授Falcke 是荷兰拉德堡德大学的负责人之一，是事件视界望远镜 (EHT) 的负责人之一，该望远镜是一个全球望远镜网络，于 2019 年捕获了第一张黑洞图像。

他现在想与同事一起更进一步，制作关于这些令人难以置信和神秘的太空物体的第一个视频。

法尔克说，进一步了解黑洞对于我们理解宇宙至关重要，而新的黑色整体该项目将持续到 2029 年，应该会提供重要线索。

有了资金，科学家们的目标是借助超级计算硬件和纳米比亚的新型射电望远镜，进一步推进 EHT 的研究，加深我们对黑洞的了解。

“在某种程度上，黑洞与大爆炸具有相同的物理特性，”法尔克说。 “它们在天体物理上也很重要，因为它们是宇宙中最有效的能源生产者，并且最终令人着迷。它们是时间似乎停滞的神话物体。”

来自遥远星系的图像

2019 年，EHT 利用其全球网络产生了一个图像M87 星系中心的黑洞，距离地球 5400 万光年。

这是黑洞“阴影”的第一个视图，即表示黑洞“阴影”的黑点。，”这个边界之外，任何东西——物质、能量，甚至光——都无法逃脱它的引力。

凭借这张高分辨率图像，Falcke 获得了 2023 年巴尔赞奖，其中包括 76 万欧元的奖金。“这绝对是令人惊叹的，”他说。 “这是科学界的大奖之一。”他还写了一本关于他的研究的畅销书，名为《黑暗中的光明》。

EHT 随后发布了人马座 A* 的图像，银河系中心的黑洞，2022 年。

现在，法尔克和 BlackHolistic 的英国、荷兰、芬兰和纳米比亚天文学家团队将与 EHT 一起拍摄具有里程碑意义的黑洞视频。

在纳米比亚一台名为非洲毫米望远镜 (AMT) 的新型 15 米宽望远镜的帮助下，目标是拍摄 M87 和人马座 A* 视界周围旋转等离子体和气体的长达数小时的视频。

“我们拍摄了第一张黑洞照片。现在我们想更进一步。我们想制作第一部黑洞电影，”法尔克说。

通过将 AMT 与北美、南美、欧洲和南极现有的 EHT 望远镜相结合，该团队将能够将黑洞更长时间地保留在这些望远镜的视野中。这将使拍摄变得更加容易。

挑战：处理大量空间数据

M87 是一个超大质量黑洞，大约是太阳质量的 60 亿倍。尽管如此，还是很难发现。它的事件视界大约有我们太阳系的大小，但距离我们很远。

随着地球自转，黑洞将升入全球不同望远镜的视野中，每隔几天就能收集到连续的图像，并将这些图像拼接在一起。

对于人马座 A* 来说，它的质量要小得多，约为太阳质量的 400 万倍，需要每五分钟拍摄一次图像才能看到黑洞周围的变化。

望远镜观察黑洞，通过使用电磁波提取信息并产生单一视图的过程将他们的视图缝合在一起。目前仅靠单一手段无法实现这一目标。

人马座 A* 周围的物质（主要是气态物质）的移动速度比 M87 周围的物质快得多，只需几小时即可完成一周，而 M87 需要两周时间。观测它需要使用纳米比亚的AMT。

望远镜产生的数据量令人难以置信：5PB 或更多，或者 50 亿千兆字节——太多了，无法在合理的时间内通过互联网传输。相反，数据必须物理传输到美国和德国的处理设施。

对于即将发布的黑洞视频，法尔克警告说，“情况只会变得更糟。将会有更多的数据出现。”

我们会看到星星被撕裂吗？

迈克尔·克莱默 (Michael Kramer) 是早期太空计划 2014-2020 的领导者之一，与法尔克一起黑洞摄像机，说制作黑洞视频将提供比单个图像更多的信息。克莱默是德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的所长。

他说，之前发布的图像“周围有一个亮点”——大团等离子体被黑洞吞噬。

他说，在视频中，这些亮点将会移动。 “通过观察等离子体如何运动，你可以更好地理解动力学。你还可以更好地掌握黑洞的几何形状和方向。”

克莱默解释说，这种运动应该能够更精确地测量黑洞的质量，就像我们可以“通过观察行星以及它们如何绕太阳系中心运行”来计算太阳的质量一样。

当等离子体慢慢失去能量并向内螺旋时，等离子体的方向也会揭示轨道材料的方向。如果恒星距离黑洞太近，甚至有可能看到它被黑洞撕裂。

“那就太酷了，”法尔克说。 “如果它到达那里，我们就准备好了。”

宇宙之谜

“黑洞是我们历史的一部分，”他说。 “如果黑洞没有在宇宙中运输它们，我们体内的一些元素就不会在这里。”

他形容 BlackHolistic 的研究工作“有点大胆”。但他指出本质上是“宇宙中最简单的物体，因为它们仅由两个数字来描述：它们有多少质量以及它们的旋转程度。”

“你体内的每个细胞都比黑洞复杂得多。”

尽管看似简单，但黑洞内部的空间和时间限制仍然存在很多不确定性，这仍然让研究人员感到困惑。

“我寻找宇宙的奥秘，”法尔克说，“我相信永远都会有一个奥秘。”

第一个黑洞视频至少会提供一些答案。