黑洞那么多，为什么M87最先亮相？5位科学家热评首张黑洞照片

张帆：

黑洞本身不发光，我们只能看到其它东西掉到黑洞事件视界里面之前发出来的信号，所以黑洞在照片里面呈现的形态是个影子，我们必须把黑洞的临近环境看得非常清晰这个影子才能凸显出来（不要忘记宇宙背景本身也是黑的）。但是黑洞其实大小非常有限，一个和太阳质量相当的黑洞的半径只有三公里。而且（幸运的）我们附近也没有已知黑洞，所以没办法，只能看较远地方的一个很小的东西。这就需要极高的角分辨率，把一点点角度尺度上的变化都看清楚。这就是为什么需要全世界多个射电望远镜（射电信号不容易被夹在我们和星系中心间的尘埃遮挡）组成一个干涉阵列。

加入黑洞观测计划的各国天文望远镜丨EHT

黑洞附近物质所发射出来的信号在到达世界上不同望远镜的时间上稍有不同，而这种延迟的大小与信号方向和连接望远镜间直线的夹角相关，通过干涉的方式这个延迟可以被放大成能读取的信号，进而我们可以非常精确地得知信号源的方向，获得需要的角分辨率。延迟的大小当然还和望远镜间的距离成正比，所以望远镜间离得越远越好（但是得在同一个半球，能同时观测同一片天空）。

王爽：

黑洞本身不发光。所以要想为黑洞拍照，得拍黑洞吸积盘发出的光。难点就在于黑洞的视张角实在太小。就连视张角最大的这两个黑洞，都只有区区几十微角秒，相当于从地球表面看一个月球上的乒乓球。

易疏序：

难度在于黑洞太小，太远了。尽管你可以任意放大一张照片，但如果你要拍摄的物体的像比一个像素还要小，那么无论如何放大照片都是没有意义的。

所以要拍清楚黑洞就要求前所未有的非常高的分辨率。

由于量子力学的测不准原理，任何照片都有一个极限分辨率。相机的口径越大，能达到的分辨率越高。同时观测的电磁波波长越短，能达到的分辨率也越高。

基于上述原因，人们希望把望远镜越建越大。但由于技术和资金的限制，单座望远镜的大小受到限制。科学家们发明了一种技术，通过比较距离很远的几台望远镜记录的电磁波相位的差异，来反推天体的图像（也就是基线干涉技术）。通过这个技术，若干台相距几公里的望远镜可以联合成一个阵列，相当于一架口径几公里的望远镜的分辨率。

为了比较各处电磁波的相位差异，这些望远镜需要非常精确地同步他们的时钟。观测波长越短的电磁波（频率越高）对时钟同步的精度要求也就越高。因此这次的EHT拍摄的图片不是在可见光波段，而是在波长更长的射电波段。当然，观众们在媒体上看到的图片是转换成可见光的图片。为了保持望远镜阵列的相干性，每台望远镜的形状都要精确到微米级别，这对工程技术也提出了不小的挑战。