EHT 事件视界望远镜的口径为什么会跟地球直径一样大？ _eht

人类历史上关于黑洞的第1张照片即将亮相，这是天文研究史上划时代的大事件。2019年4月10日晚上9:00（北京时间），比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿六个地方将召开新闻发布会，宣布一项与超大质量黑洞照片有关的重大成果，人类首张黑洞照片将展现在人们眼前，传说中极难被观测的黑洞就要露真容了，因为每一位天文爱好者都无比兴奋。

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这次要揭晓的两个黑洞是银河系中心黑洞人马座a*和M87星系中心黑洞，人马座a*黑洞的质量大约相当于太阳的431万倍，M87星系中心黑洞质量约为太阳的30亿倍（一说为64亿倍），这两个黑洞虽然质量巨大，但是由于距离我们非常遥远，想看清它们的真面目可并不容易，人马座a*距离我们约2.6万光年，M87中心黑洞距离我们约5700万光年，一般的天文望远镜都是办不到的，所以科学家们想了一个办法，组建了一个被称为“事件视界望远镜（EHT）”的专门观测黑洞的系统，那么它到底是一个什么样的事物呢？

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其实事件视界望远镜并不是一个传统观念的观测平台，而是由位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极的天线组成观测阵列，包括8处独立的大型天文望远镜阵列。

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这些望远镜分别是：1.南极望远镜（South Pole Telescope）；

2.位于智利的阿塔卡马大型毫米波阵(Atacama Large Millimeter Array，ALMA）；

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3.位于智利的阿塔卡马探路者实验望远镜（Atacama Pathfinder Experiment）；

4.墨西哥的大型毫米波望远镜（Large Millimeter Telescope）；

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5.位于美国亚利桑那州的多镜面望远镜（Submillimeter Telescope）；

6.位于夏威夷的麦克斯韦望远镜（James Clerk Maxwell Telescope，JCMT）；

7.位于夏威夷的亚毫米波望远镜（Submillimeter Array）；

【EHT 事件视界望远镜的口径为什么会跟地球直径一样大？】8.位于西班牙的毫米波射电天文所的30米毫米波望远镜。

这些望远镜从南到北横跨7000公里左右，从东到西跨越的距离也差不多，就是如果将它们彼此连线串联起来，它们组成的面积将和地球的视直径差不多，这些望远镜通过甚长基线干涉测量技术（VLBI）同时观测某个黑洞，基本上可以看作以地球的视面积范围上观察，因此事件视界望远镜（EHT）也被称为“地球一样大的望远镜” 。

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组成事件视界望远镜的8处观测台多数都是单一望远镜，比如夏威夷的JCMT和南极望远镜；但也有望远镜阵列，比如ALMA望远镜是由70多个小望远镜构成，对黑洞的观测将宏大而细致，可以较好的得出黑洞的具体样貌。

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黑洞是宇宙间最神秘最奇特的天体，自从它被爱因斯坦广义相对论预言存在以来（爱因斯坦本人并不认为黑洞存在），科学家们从没有看过它的真正样貌，2017年的4月5日到14日之间，来自全球30多个研究所的科学家们决定利用这8个分布于全球不同地区的射电望远镜阵列组成的“事件视界望远镜”来观察黑洞的视界面，他们选择的对象就是银河系中心黑洞人马座a*和M87中心黑洞。之所以选定这两个黑洞作为观测目标，是因为它们的视界面在地球上看起来是最大的，其它黑洞要么质量较小，要么位置不太合适，总之都不如这两个黑洞的观测条件。

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虽然如此，要想看到这两个黑洞也是异常困难的，离较近的银河系中心黑洞人马座a*也有26,000光年，它的视界直径大约为4500万公里，然而由于距离太远，这需要望远镜的分辨率特别高才行，据说分辨率要相当于从美国纽约看到德国柏林一枚钱币上的日期，好在事件视界望远镜的分辨率也足够强，由于跨度巨大以及甚长基线干涉测量技术的运用，它的分辨率比哈勃望远镜强了1000倍，相当于可看清40万千米外一个直径不到5厘米的物体，基本可以满足对银河系中心黑洞和M87中心黑洞视界面的观测要求。经过事件视界望远镜的长期观测以及科学家们的通力合作，历史上第1张真正的黑洞照片即将展现于世人面前。

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其他网友观点

事件视界望远镜（EHT）的口径为什么会跟地球直径一样大？

人类历史上首张黑洞照片的拍摄之所以成功，其主要原因就是：通过“甚长基线干涉技术”(VLBI)和全球多个射电天文台的协作，构建一个口径等同于地球直径的“虚拟”望远镜——事件视界望远镜（EHT）。

因为黑洞视界很小，并且离我们实在太远，如果望远镜的空间分辨本领不是特别高，就不可能看清楚它，实现对黑洞的拍照。通俗一点就是：我们在墙上用笔画两个黑点，随着我们离墙越来越远，这两个点和我们眼睛之间的张角会越来越小，我们越来越难知道墙上到底是两个点还是一个点。同样对望远镜对黑洞拍照也是如此，我们要求望远镜有很高的空间分辨率要小于黑洞视界大小，否则我们拍出来的也只能是一个亮点而已，根本看不清。

而望远镜分辨率是和望远镜口径直接相关，望远镜口径越大，望远镜的分辨本领就越强，就越能看清遥远天体的结构。当然，望远镜的口径并不能无限增大。对于单口径射电望远镜来说，FAST“天眼”的500米口径已经是工程实现上极限。用武向平院士的话讲，“FAST将成为单口径射电望远镜的终结者。” 。但是人们还需要更高的分辨率，该怎么办呢？

其实在70多年前的上个世纪四十年代，Martin Ryle就提出了射电干涉的方法，能够克服望远镜口径对分辨率的限制，实现高空间分率的精确测量，也就是对遥远天体看清楚。建设大口径太难，那就建一堆小的镜子一起用，组成射电干涉阵列。每个镜子都接受无线电波，所有接受到信号叠加在一起，灵敏度就提高了。把这些小镜子间的距离拉开放远一些（基线更远），就相当于建了一个大镜子（只不过这个镜面有些地方没填满而已），就实现了高空间分辨。从毫米波射电望远镜EHT站点分布来看，这8台射电望远镜分隔极远，几乎达到了地球直径大小，通过射电干涉技术，也就构建一个口径等同于地球直径的“虚拟”望远镜。