人类首张黑洞照片和它背后的杰出女性

北京时间4月10日晚，全球天文学家共同发布了首张黑洞照片，这是人类有史以来首次“看清”黑洞。这个黑洞位于室女座M87星系中，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。夏威夷大学教授拉里.木村将此黑洞命名为“Powehi”，意思是“装饰过的深不可及的黑暗之源”，源于18世纪夏威夷圣歌“Kumulipo”。

黑洞是一种体积极小、质量极大的天体，因其引力异常强大，连光也无法从它身边逃逸。正如我们从照片中看到的，来自黑洞的引力将光弯曲成了一个完美的圆环，光不再沿着直线路径传播。这意味着，当你处在离黑洞很近的位置，并且忽略你可能早已死去的事实，你就可能看到自己的后脑勺。事实上，这个光环是由气体和尘埃组成，它们被加热到数十亿度，并以准光速绕着黑洞“视界”旋转，之所以有一半看起来更亮，是因为那部分是由朝向我们运动的粒子所组成的。

我们真的很幸运，可以活着在几千万光年之外凝视宇宙中最奇特的天体，这完全要归功于那些辛勤工作的科学家和天文学家们。正如你所想象的，拍摄黑洞照片花费了大量的时间和精力，那么，科学家们到底做了哪些工作呢？我们知道，由于黑洞遥远的距离和奇异的特性，要拍摄到它的真容，需要使用超大口径的望远镜来采集数据，这对于任何一个区域性天文团队或任一台天文望远镜而言，都是无法独立完成的工作。因此，科研人员使用分布在全球各地的8架天文望远镜，组成了一个口径宛如地球般大小的虚拟天文望远镜，它被称作“黑洞事件视界望远镜”（EHT）。这台虚拟望远镜帮助科学家实现了在1.3毫米波段的全天候观测，耗时十余年，顺利采集、分析了大量的天文观测数据，并最终成功拍摄到了黑洞。

今天，这一令人难以置信的成就正被广为传颂，但并非所有人都知道，此辉煌成就背后的关键人物竟是一位29岁的女性。毕业于麻省理工学院电子工程和计算机科学专业的凯蒂.鲍曼是捕获黑洞图像算法的发明者，她的算法是EHT拍摄到距离地球5349万光年的星系中一个黑洞的清晰照片的基础，简而言之，这一算法的精髓在于：要拍摄如此遥远的物体的近距离照片，只需要一个由8台天文望远镜互相连接而成的望远镜网络。

凯蒂.鲍曼于三年前开始研发的这种算法，现在已得到了验证和认可，然而，她强调这是一项团队努力的成果：“这张图片不是某个人或某个人的算法做出来的，它需要来自世界各地、年复一年的科学家团队的惊人才能。委员会一直在努力开发工具、数据处理、成像方法和分析技术，以实现这一不可能的成就。这是一个真正的荣誉，我很幸运有机会与你们所有人一起工作……”

显然，凯蒂的谨慎和谦逊源于一个现实：她不是第一个在这个领域取得里程碑式成就的女科学家，例如麻省理工学院计算机科学家玛格丽特.汉密尔顿曾经编写了协助人类登上月球的代码。凯蒂只是一个持续增长的科学明星名单中的最新成员，但鉴于在一个由男性占据主导地位的领域作出如此成就之不易，笔者在此作文，以便让像凯蒂.鲍曼这样的杰出女性能像她们所取得的成就那样被人们铭记。

注：本文图片版权归于ESO及 MIT CSAIL。