一張全球同步揭曉的黑洞照片，讓人們對想像中的宇宙萬物有了更真實的理解。這回不再只是以管窺天，而是串聯了全球地表上分布各處的電波天線，將整個地球化作一座超大望遠鏡，以純粹的好奇，迎向無垠的宇宙！
走進位於台中的國立自然科學博物館（後簡稱「科博館」）的館長辦公室，偌大的空間裡擺放著專業書籍、天文海報、甚至還有新鮮的棋盤腳果實，孫維新館長隨手拿起茶几上的一支筆，輕輕將筆尖對正它的台架，這支筆瞬間穩穩地騰空浮起，孫維新語帶幽默地說： 「光是一個筆架，就能展現很多有趣的自然現象！下方的磁鐵產生的磁場，就是個無形的斥力讓它懸空浮著。」
磁力筆架，這一個小小物件，展示出存在宇宙萬物間隱而不顯，卻又無所不在的物理現象。「天文是物理的一部分，物理很廣闊， 有高能物理、凝態物理、天文物理等很多不同的學門，想研究天文都需要念物理。」身為天文學家的孫維新如此說明天文及物理之間的關聯。
他接著話鋒一轉，「但是當天文學家說到所謂的『天、物、人』，其中所稱的『天』， 包括我們對宇宙、星系、銀河、太陽的認識，也就是天文知識；而『人』指的是科學家，『人』透過創意思考發展出各種科技手段，像是望遠鏡、光譜儀、太空船、衛星， 然後通過這些『物』來了解『天』。」
而今年春天，史上第一張超大質量黑洞影像首度公布，震撼全球，可以說是人類科學發展史上的重要里程碑。這張歷時多年終於捕捉到的黑洞影像，就是來自全球參與「事件視界望遠鏡」（Event Horizon Telescope, EHT）計畫的8座望遠鏡的觀測結果。
要讓黑洞現形 如在萬盞燈泡之間看見黑色小乒乓球
依據質量大小和形成方式來分類，黑洞有好幾種，這次觀測的黑洞是屬於位在星系中心有巨大質量的那一類。在我們的銀河中心，也有一顆400萬個太陽質量的黑洞， 根據館長解說，它不算大；而這次相片中的黑洞，則是位在M87星系中央，擁有65億個太陽質量的巨大黑洞。但即使它有這麼大的質量，它所佔的範圍還是很小，而我們印象中黑洞會吞噬周邊所有東西，包括光在內，那麼到底科學家想嘗試看到的是什麼呢？
「科學家認為黑洞在吞噬它周邊的物質，而這些物質在掉進黑洞的過程中，會形成一個巨大但圓圓扁扁的『吸積盤』，這個盤子越接近黑洞的部分就越亮，會形成一個很強的背景光源，可以襯托出中央的黑洞來，所以科學家希望藉著明亮的吸積盤作為背景，看到中心的黑洞。」孫維新進一步解釋。
想要看到黑洞一點都不容易，黑洞和吸積盤的對比，就像是一顆黑色的小乒乓球，周邊環繞著一個鑲滿一萬個100瓦電燈泡的巨大盤子，「當這些燈全亮，你覺我們能看到中間那小小的黑球嗎？」孫維新問道。答案是，很難！我們只能看到周遭的那一片光亮，「除非我們有非常高解析率的望遠鏡，才可以直接看到核心的影像，這就是為什麼科學家從小型電波望鏡一路發展，發展到單一天線的大望遠鏡還不行，再發展出干涉儀的技術，整合世界各地的電波望遠鏡，成為以整個地球為直徑的干涉儀，才能看得到黑洞這個小東西！」。
史上第一張黑洞照片太糊？NASA釋出黑洞外觀模擬動態圖
今年4月，「事件視界望遠鏡」（EHT）團隊曝光人類史上首張黑洞照，驗證愛因斯坦的廣義相對論，也開闊外界對黑洞的無限想像，不過模糊照卻也讓大家心想「就這樣？」。對此，美國太空總署（NASA）近日發布「黑洞引力扭曲周圍的光線」模擬動態影片，讓大眾更了解「重力扭曲時空結構」的黑洞輪廓。
影像中，正中間的洞即為事件視界（Event Horizon），外圍像水流一樣環繞著黑洞的光環，就是被重力吸引過去的物質（吸積盤）摩擦發出的輻射，其中氣體在最靠近黑洞的內環以接近光速的速度旋轉，外環氣體旋轉較慢。
孫維新
美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）天文學博士，隨即進入美國航太總署（NASA）工作，現任台灣大學物理系及天文所教授。於2015年獲得天文學會頒發科學教育最高榮譽的「譚天獎」，並獲得國際上小行星185364號命名的殊榮。自2011年起，擔任國立自然科學博物館館長，該館於2013年獲美國博物館專業年報評選為全世界前20大博物館的第18名。
文 方敘潔
圖片提供 各單位
（完整內容請見《LaVie》2019年9月號）
