首张银河系中心黑洞照片背后：科学家耗费数十年研究

银河系中心黑洞第一张零距离照片的背后:科学家花了几十年时间研究

中科院上海天文台研究员袁峰与甜甜圈结下了一生的不解之缘日前，他参与的事件视界望远镜项目捕捉到了银河系中心第一个超大质量黑洞人马座A*的首张照片——一个巨大的宇宙甜甜圈

这张照片来自银河系中心，距离我们27000光年中国大陆有16名研究人员，袁峰是其中之一

袁峰从1994年读天体物理学博士开始，就和甜甜圈打了28年的交道这张五月份的照片实际上是EHT团队拍摄的第二张黑洞照片第一张黑洞照片发表于2019年4月当时，EHT宣布获得了第一张黑洞M87的照片照片的中心是一个近似圆形的黑暗区域，周围是一个发光的绿色防护罩，形似一个金色的甜甜圈

很多人不理解，既然科学家早在2019年就已经拍摄到了黑洞，为什么还要在2022年再次拍摄呢科学家想证明什么问题

袁峰告诉中国青年报·中青网记者，其实一张甜甜圈黑洞的照片看起来差不多，但在不同的假设环境下都有重要的价值。

我们拍的照片，准确地说，不是黑洞本身，而是黑洞周围的吸积流这些吸积流被一种强大的中心引力吸引，而这种引力来自黑洞袁峰说，甜甜圈外环闪亮的金环其实是吸积流吸积流中的气体在黑洞引力作用下落到黑洞中在下落过程中，它们变热，然后发出强烈的辐射照片中看到的明亮光环是这些非常热的气体发出的辐射

天体物理学家纳拉扬等人发现，宇宙中存在两种吸积流，一种是正常吸积流，另一种是疯狂吸积流，前者磁场较弱，后者磁场较强除了磁场，两种吸积流在其他方面是不同的，它们也决定了黑洞喷流的形成

袁峰告诉记者，黑洞照片拍摄的一个重要价值在于，它在强引力场的环境下检验了爱因斯坦的广义相对论广义相对论是描述物质间引力相互作用的理论，由阿尔伯特·爱因斯坦于1915年完成，1916年正式发表这个理论第一次把引力场等同于时空的曲率

他介绍，100年前，也有科学家对广义相对论进行过测试，但当时都是在弱引力场中进行测试，而在弱场中，广义相对论和牛顿力学两种理论差别不大只有在强引力场的环境下，两者才会有明显的差异

黑洞是用来检验广义相对论的合适的强引力场。

广义相对论和量子力学的理论是物理学领域最好的理论，也是现代物理学最重要的基础袁峰说，以人们日常使用的卫星导航系统为例，它也需要依靠广义相对论在这个理论的基础上，工程师们把导航变成了现实比如用牛顿的力学理论导航，误差可能是1—2公里，而要精确定位，就必须依靠广义相对论

今天科学家拍摄的黑洞照片与100多年前基于广义相对论计算的黑洞模型照片一致，表明广义相对论通过了这一检验。

袁峰并不是EHT项目中的摄影师，而是这个项目中解释你为什么拍照的理论研究者之一。

袁峰的计算是解一个黑洞吸积流的复杂方程组这个方程的复杂程度远远超出了普通人的想象这个方程组从20世纪60年代就开始被科学家关注，解这个方程的每一小步都值得发表一篇高水平的学术论文20世纪90年代，袁峰在哈佛大学的博士后导师纳拉扬发现了这个方程的创新解，使人们对宇宙黑洞的认识迈出了重要一步因此，他当选为美国科学院院士

我当时写了一篇还算不错的论文，在韩国举行的一次国际会议上做了报告袁峰告诉记者，我的导师后来告诉我，当我听到我的报告时，我想过给我留一个博士后的位置

2002年到哈佛大学报到后，天文系负责接待的秘书见到袁峰后说:早就想见你了！数百人申请了这位教授的博士后职位不知道他把这个位置留给了什么样的人

令这位著名教授惊讶的是，10年后的2012年，他最喜欢的博士后袁峰通过理论分析和大规模数值模拟，首次证明吸积流中确实存在强烈的外流，从而推翻了他在1999年提出的著名的吸积流对流理论直到2014年，纳拉扬才在与袁峰的多次讨论中接受了他的最新研究成果

2005年，在德国马普射电天文研究所，美国哈佛大学和普渡大学做博士后的袁峰决定回国我只是喜欢中国的文化和环境国外环境再好，也不是为中国人设计的在那里没有归属感和认同感袁峰说

这种归属感和认同感包括向中国公众普及天文知识和天体物理知识。

全国只有十几所大学有天文系，而美国排名前100的大学几乎家家都有天文系这门看似无用的学科是最重要的基础学科之一我要在更多学生的头脑中种下仰望星辰大海的种子袁峰说，既然中国发展很快，是时候加强各个学科的基础研究了基础研究对国家的长远发展意义重大

他也希望这张漂亮的甜甜圈照片能成为年轻朋友追随兴趣，保持好奇心的诱饵我希望我们的孩子在未来选择学习和工作方向时，能够遵循自己原有的兴趣，保持对自然的好奇心

袁峰的兴趣在于选择天体物理硕士期间曾经从理论物理专业转到量子化学专业可是，在3年的研究生学习中，他发现自己对广义相对论的兴趣与日俱增我觉得广义相对论很美，我也很喜欢，所以我报了中科大的天体物理学博士，之后一直在研究天体物理学

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