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圖片來源：Jean-Pierre Luminet
2019年到了，我們都希望天文學上能有一個輝煌的時刻。多年來，事件視界望遠鏡一直致力於為我們帶來第一張黑洞的望遠鏡照片。
事實上，雖然黑洞一直流行於公眾的想像中，但我們卻從未真正看見過黑洞。原因非常簡單。
你看，黑洞實際上是看不見的。它們的引力如此之大，以至於一旦超過某個臨界點就再也逃不掉。其中包括了電磁輻射——如x射線、紅外線、光和無線電波——等我們用來探測物體的工具。
這個臨界點叫做視界，這是一個你永遠都不想置身於其中的可怕之處，同時也是對黑洞可視化的一個關鍵節點。
雖然我們可能無法看到黑洞本洞，但它的視界有可能被拍攝了下來；多虧了事件視界望遠鏡（EHT），我們馬上就能看到黑洞本尊了。該望遠鏡隨時都會發布公告。
但在EHT之前，有位名為Jean-Pierre Luminet的天體物理學家，早在1978年，就已經給我們提供了黑洞視界的第一幅圖像。
當然，這不是一張真實的照片，他利用自己數學上的專業知識和相關技術，使用一台60年代的IBM 7040穿孔計算機，首次模擬了黑洞的樣子。
Luminet解釋道：「在當時，這是一個非常特別的課題，當時大多數天文學家都不相信黑洞的存在。我想要探索黑洞這一奇特的物理現象，並希望能提出一個能幫助我們獲得黑洞存在的間接性證據的確切的機制。當然，為了追求雙關語，我的名字是‘Luminet’，我非常喜歡這個完全不亮的恒星能產生可觀測現象的想法。」
利用計算機所返回的數據，Luminet煞費苦心地用鋼筆和印度墨水在底片上手工繪制，仿佛一台人類列印機。
第一張圖片就是他的作品，展現了如果我們離黑洞足夠近時能看到的落入黑洞的扁平物質的樣子。它看起來並不平坦，因為黑洞的強大引力會使周圍的光發生彎曲。
Luminet在他的一篇論文中解釋道：「實際上，黑洞附近的光線被引力場彎曲的如此之大，以至於圓盤的尾部都被‘暴露’了出來。光線的彎曲也產生了第二幅圖像，讓我們能站在黑洞的這一側從觀察者的角度，看到吸積盤的另一端。」
Luminet是第一個，但他並不是唯一一個被黑洞的神秘所吸引的人。從那時起，其他人就試圖將黑洞可視化，甚至把他們的得出的可視化圖像搬上銀幕。
《星際效應》中的黑洞。（圖片來源：Paramount Pictures）
2014年Christopher Nolan的電影《星際效應》因其對黑洞「科學準確」的描述而廣受好評。該片在很大的程度上基於Luminet幾十年前的研究成果，並與加州理工學院的理論物理學家Kip Thorne共同合作。
最終，該電影選擇了一個簡化的版本，使觀眾們能看到一個更漂亮的黑洞。
這確實是令人印象深刻，但這並不是真正意義上的黑洞。
引力場產生的主圖和副圖是正確的，但和Luminet創作的圖像不同的是，電影中的吸積盤的亮度是均勻的。
Thorne和他的同事利用CG技術對黑洞進行了模擬。（圖片來源：James et al./Classical and Quantum Gravity）
Luminet寫到：「正是這種光度上強烈且明顯的不對稱性，便是黑洞的主要特徵。黑洞是唯一能夠使吸積盤的內部區域具有接近光速的旋轉速度並產生非常強的多普勒效應的天體。」
你可能會發現，所有這些版本的黑洞看起來和另外一種類型的黑洞圖像非常不同，其中最著名的是2016年LIGO（引力波天文台）所發現的。
法國國家科學研究中心和國際天文學聯合會的天體物理學家Alain Riazuelo在2016年首次模擬了這樣的黑洞。
這個黑洞與其它的看起來不同的原因是，這幅圖像展現了一個靜止的黑洞——一個沒有吸積盤的黑洞。
除去塵埃和氣體所組成的覆蓋層，黑洞的引力會扭曲它後面的空間，如果我們離這種黑洞足夠近，我們就會被其軌道上的引力捕獲，這就是為什麼它看起來像是要穿過恒星場。
在兩個黑洞同時存在的情況下，就像LIGO視頻所示，每個黑洞後面都會出現另一個黑洞的香蕉型次級圖像。
EHT一直關注人馬座A*，我們銀河系中心的超大質量黑洞。
我們不知道我們將會看到什麼，也許可能只會返回幾個模糊的像素。（如果是這樣，將會有更多的望遠鏡加入這個項目，科學家將會不斷嘗試。）
在觀察中發現，黑洞中有一個吸積盤，我們認為其與Luminet的作品非常相似。
除此之外，這項合作能幫助我們更多地了解輻射的極化作用、磁場的結構和黑洞的相對論噴流。他們已經找到了黑洞周圍空間結構的線索。
但EHT最令人激動人心的部分是什麼呢？我們完全讚同Luminet的觀點。
「吸積盤的照片！」他這樣說。我們已經迫不及待了！
蝌蚪五線譜編譯自sciencealert，譯者 李彤馨，轉載須授權