非洲科学家和技术可以推动未来的黑洞发现

天文学家已经揭示了我们银河系中心黑洞的第一张图像，银河系。该图像由事件视界望远镜(EHT)合作组织制作，这是一个由包括非洲在内的五大洲的300多名科学家组成的国际团队。

一个多世纪前，阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)的广义相对论(General Relativity Theory of Relativity)预言了黑洞。它们是空间密集的区域，包括光在内的任何东西都无法逃脱。它们的边界被称为事件视界，它标志着不归路。

这只是这些物体隐藏在我们眼前的原因之一。另一个是，当它们被放置在它们的宇宙环境中时，它们非常小。如果我们的银河系有足球场那么大，它的黑洞事件视界将比中场的针刺小一百万倍。

那么，如何拍摄它们呢?我们的团队通过从黑洞附近的热旋转气体中捕获光来做到这一点。这种波长为1mm的光由全球天线网络记录，这些天线网络形成一个地球大小的虚拟望远镜。

光看起来更像是一个环，一个特征特征，是两个关键过程的直接结果。首先，黑洞是如此密集，以至于它弯曲了它附近的光的路径。

其次，它捕捉到离事件视界太近的光。这种组合效应产生了一个所谓的黑洞阴影 - 一个明亮的环，围绕着以黑洞为中心的明显光赤字。

就我们的银河系黑洞而言，这个环的表观大小相当于月球上的甜甜圈，需要非凡的工程努力才能使它成为焦点。

我们的黑洞人马座A*的图像的揭幕不仅仅是科学的重要时刻。它也可能成为利用现有优势使非洲天体物理学研究多样化的重要催化剂。

我们是非洲300多名EHT团队成员中仅有的两个。非洲没有任何EHT望远镜 - 我们之所以被带上它，是因为我们为世界上最大的射电望远镜平方公里阵列(SKA)做准备而开发的专业知识，该望远镜将由南非和澳大利亚共同主办。

为什么图像很重要

这不是黑洞图像第一次引起人们的注意。我们也是2019年拍摄第一张黑洞图像的团队的成员(这张图像位于另一个星系Messier 87的中心，距离5500万光年)。据估计，有超过45亿人看到了这张照片。射手座A*也占据了头条新闻，抓住了人们的想象力。

但这个结果不仅仅是一个令人难以置信的图像。该团队在10篇出版物中描述了大量丰富的科学成果。以下是我们的三个主要亮点。

首先，这幅图像是对爱因斯坦广义相对论的非凡验证。EHT现在已经对两个质量相差超过1000倍的黑洞进行了成像。尽管质量存在巨大差异，但测量的大小和形状与理论预测一致。

其次，我们现在已经对环境非常不同的黑洞进行了成像。过去二三十年来的大量先前研究显示，尽管星系的大小不同，但它们的星系及其黑洞在宇宙时间上共同演化。

通过放大像M87这样的巨型星系中黑洞的事件视界，以及像我们自己的银河系这样的更典型的星系，我们更多地了解了黑洞与其宿主星系之间这种看似难以置信的关系是如何发挥作用的。

第三，这幅图像为我们提供了关于我们自己银河系家园中中央黑洞的新见解。它是离地球最近的野兽，所以它提供了一个独特的实验室来理解这种相互作用 - 就像仔细检查你自己花园里的一棵树，以更好地了解遥远地平线上的森林一样。

南部非洲的地理优势

我们很自豪能成为制作第一批黑洞图像的团队的一员。未来，我们相信南非，以及更广泛的非洲(包括荷兰-纳米比亚的联合倡议)，可以在制作第一部黑洞电影方面发挥关键作用。

正如该国在古人类学中的关键作用一样，对全球天文学的贡献只能来自南非的土壤。射手座A*位于南部天空中，直接经过南非上空。这就是为什么这张由MeerKAT(SKA的前身)拍摄的银河系中心图像是最好的一个主要原因。

南非的天文遗址也拥有完善的基础设施，受到立法的保护。它拥有世界一流的工程师，他们处于工艺的最前沿。这使得低成本、高性能的望远镜能够按时、按预算交付。

新技术也站在我们这一边：由我们的韩国同事开创的尖端同步多频接收器设计意味着EHT站点不再需要成为地球上最原始的高海拔位置。

所有因素都已到位，可以大幅增加参与这个黑洞成像和重力精确测试新时代的非洲年轻人的数量。在未来几年，我们希望能够写一些关于没有南非土地上的技术就无法做出的发现，以及非洲科学家领导高影响力，高能见度的EHT科学，与我们的多波长天文学和高能天体物理学计划协同作用。

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