望向黑洞：人類首次直接觀測銀河中心黑洞

Doeleman的身材修長，有著跑步者的身形。他大步跑出房間，然后沖下樓梯，跑進了安裝著記錄器的房間。幾分鐘后，大口喘著氣的他又回到控制室，坐在自己的電腦前敲入了一串指令，嘟囔著一些我聽不懂的高科技詞匯。結果讓人舒了一口氣—記錄器顯示，它已經進入工作狀態了。

3個陣列僅僅是一個開始。從2007年起，Doeleman和他的同事們就開始操作同樣的射電望遠鏡網絡。當他們把陣列指向銀河系的中心，觀察“視界規模結構”的時候，一個模糊未知的天體在顯示器上出現了，它的大小與之前預計的人馬座A*的尺寸相吻合—一個質量為太陽400萬倍、位于銀河系中心的黑洞。此后，在同事的鼓舞下，Doeleman認為，觀測銀河系中心更深的位置，深到足夠讓他們拍到一張人馬座A*邊緣的照片，并非像聽起來那樣不可能。每年探測器的越靈敏都在提高，數據存儲和處理的成本也從未像今天這么便宜。如果能夠把合適的望遠鏡放入他的系統里，那么拍到一張人馬座A*的照片就會如Doeleman所說的，“完全可行。”

在未來幾年里，Doeleman和他的合作伙伴們會將幾十臺全世界最先進的射電天文望遠鏡集合到一起，打造“人類歷史上最大的望遠鏡”—虛擬碟形天線的尺寸與地球相仿，分辨率為哈勃望遠鏡的2000倍。不過今晚操作視界望遠鏡的天文學家們有只有一個小目標：收集盡可能多的人馬座A*的光線并研究其極性，以了解黑洞的磁場。如果一切正常的話，天文學家最終可以通過全尺寸視界望遠鏡—其分辨率高到足以讓人們看到4800千米以外一塊石英表上的日期—看到一個天體的輪廓。至于它本身，那是無法看到的。

在愛因斯坦1915年發表了廣義相對論后，物理學家們立即開始試圖用他的方程式去解釋宇宙的真實運行方式，德國天體物理學家Karl Schwarzschild就是其中之一。第一次世界大戰時，在戰壕里工作的他找到了一種方法來計算在一個理想正圓形天體周圍的空間-時間曲率。他寫信告訴愛因斯坦自己的算法。1916年1月，在柏林舉行的一個研討會上，愛因斯坦代他發表了這一算法。4個月之后，Schwarzschild在東部戰線因病去世。

愛因斯坦被Schwarzschild的算法所深深吸引，但是他反對其中的一個猜想—一個密度足夠大的恒星會因自己的引力塌陷而形成一個體積無限小、密度無限大的質點。愛因斯坦認為，Schwarzschild忽略了一些會阻礙這種內爆的因素。當時，很多杰出的科學家都贊同愛因斯坦的說法。黑洞，正如它的名字一樣，違反了太多我們所認知的宇宙運行規則。加州理工學院的理論物理學家Kip Thorne認為它是“20世紀一個廣泛流傳、幾乎家喻戶曉的理論障礙”。

然而在之后的幾十年里，科學家們逐漸認識到，Schwarzschild的觀點是正確的。1939年，物理學家Robert Oppenheimer(他后來曾領導曼哈頓計劃)在研究廣義相對論20多年以后，在Schwarzschild研究的基礎上建立了一個極有說服力的例證：某些恒星在耗盡了自己的原子核燃料之后，會因自身的重力而塌陷。上世紀50年代，美國和前蘇聯科學家在利用計算機模擬氫彈爆炸時，分別獨立用最復雜的數學公式證明了：當一顆質量足夠大的恒星死亡時，內爆是不可避免的。

上世紀60年代，當天文學家們查找關鍵證據的時候，他們發現黑洞不只是一個數學概念，而是真實存在的。例如，除了巨大的黑洞，其他任何物質都不能使類星體發光。其中的某些類星體位于可觀測的宇宙邊緣，正是這些類星體構照亮了成百上千的星系。上世紀90年代，天文學家發現，位于銀河系中心附近的星體正以每小時幾百萬千米的速度在軌道上運行，而這種現象只有在它們繞黑洞運行時才可能發生。