為了拍黑洞，科學(xué)家四處奔走湊齊“八大金剛”

　　北京時間 4 月 10 日晚，包括我國上海、美國華盛頓在內(nèi)的全球六地同時召開事件視界望遠(yuǎn)鏡(EHT)項目成果發(fā)布會，展示史上首張黑洞照片。EHT 項目由全球數(shù)十個研究機(jī)構(gòu)、超過 200 名科研人員參與，簡單的圖片背后是怎樣的國際合作歷程?

　　首先是建團(tuán)隊。為了給黑洞拍照，麻省理工學(xué)院(MIT)從 2006 年就開始四處奔走，尋求國際合作開展 EHT 項目，經(jīng)過不懈努力，“八大金剛”終于湊齊，EHT 達(dá)到“地球直徑量級”。這“八大金剛”分別是西班牙毫米波射電天文所的 30 米毫米波望遠(yuǎn)鏡、地處南極的南極望遠(yuǎn)鏡、位于智利的阿塔卡馬大型毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡和阿塔卡馬探路者實驗望遠(yuǎn)鏡、墨西哥境內(nèi)大型毫米波望遠(yuǎn)鏡、美國亞利桑那州的亞毫米波望遠(yuǎn)鏡以及夏威夷的麥克斯韋望遠(yuǎn)鏡和亞毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡。

　　參與 EHT 項目的“金剛”數(shù)量仍在增加。2018 年，格陵蘭望遠(yuǎn)鏡正式參加;2020 年后，美國基特峰 12 米射電望遠(yuǎn)鏡和法國諾瑪天文臺也將加入。

　　協(xié)同觀測雖“搞定”，但不同機(jī)構(gòu)的觀測數(shù)據(jù)怎樣處理?EHT 的數(shù)據(jù)堪稱海量，每個望遠(yuǎn)鏡每天產(chǎn)生數(shù)據(jù)量接近 200TB，需要數(shù)百個硬盤存儲，還要專機(jī)將這些硬盤運到 MIT 和德國普朗克射電天文學(xué)研究所進(jìn)行分析處理。硬盤的運輸也非易事，南極望遠(yuǎn)鏡站址 2 月到 10 月間是冬季，飛機(jī)無法起降。2017 年 4 月拍攝的數(shù)據(jù)直至當(dāng)年 12 月中旬才運抵 MIT。EHT 項目研究人員丹·馬龍在華盛頓舉行的發(fā)布會上表示，2017 年 7 天觀測的數(shù)據(jù)總量達(dá)到 5PB。

　　最后一步，怎樣生成黑洞照片?丹·馬龍表示，為了生成準(zhǔn)確的黑洞圖像，EHT 項目組將全球合作機(jī)構(gòu)分為四個團(tuán)隊，“背對背”選擇各自認(rèn)為的最優(yōu)算法構(gòu)圖，最終結(jié)果顯示各團(tuán)隊結(jié)果非常類似。這表明黑洞圖像很可靠。

　　EHT 項目順利運行少不了“金主”支持，美國國家科學(xué)基金會(NSF)在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，其直接資助 EHT 項目超過 2800 萬美元，是該項目最大的資金投入方。

　　近年來，天文領(lǐng)域的國際合作重要性凸顯。特別是天文觀測系統(tǒng)要看得越遠(yuǎn)、越清晰，規(guī)模就越大、設(shè)計就復(fù)雜、資金投入越高，單個國家難以負(fù)擔(dān)，國際合作探索星空已成趨勢。我國也并不缺席，2019 年 3 月，中國與澳大利亞、意大利、荷蘭、葡萄牙、南非、英國在意大利羅馬簽署平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡(SKA)天文臺公約，建設(shè)全球最大規(guī)模、靈敏度最高的射電天文望遠(yuǎn)鏡。

　　據(jù)統(tǒng)計，2005 年以來，國際上天文學(xué) SCI 論文超過 50% 為多國專家合著，其中天文觀測設(shè)施最集中的智利合著論文將近 97%，法國、比利時等國也超過 90%，美國為 70% 左右，我國天文領(lǐng)域合著論文也超過 50%。
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