2019年4月10日，人类历史上第一张黑洞照片发布，惊动了全世界。在爱因斯坦的广义相对论提出的一百多年后，这个预言终于被证明。 这张照片得来不易，为了拍摄到这张史无前例的照片，科学家们作出了极大的努力。他们将散布在世界各地的多个望远镜分离在一同，构建了一台口径等效于地球直径的虚拟望远镜—— 事情视界望远镜 ，从而取得了这张令人振奋的图片。
（图片阐明：人类历史上第一张黑洞照片） 很多人由此产生了疑问：假如我们能够分离更多的望远镜，以至动用太空望远镜，能否能够取得愈加明晰的图片、看到更远的宇宙呢？ 携手，征途是星斗大海 理论上是能够的，但实践上却面临着很多艰难。任何组织过某些活动的人都知道，将越多的人或事团结起来，难度就越大，而且是直线上升。以至，我前不久请两个朋友到家里吃饭，都约了几次才胜利，更不用说分离全世界不同国度的不同观测设备了。
（图片阐明：哈勃太空望远镜） 即便如此，科学家们也没有放弃努力。他们深知全世界望远镜的分离项目能够给科学研讨带来多么庞大的益处，因而固然其中艰难重重，但他们依然做着不懈的努力。 在今年3月份，由位于智利的ALMA天文台主办的行星2020大会召开，科学家们发布了一份白皮书，提出了 地基望远镜 、 天基望远镜 以及 专项探测器 分离的益处，倡议这样的科学项目应该尽早展开。在这次会议上，天文学家们重点剖析了世界上众多望远镜的观测才干、波段等特性，进而想象了它们要如何协作，相互扬长避短、强强分离，从而发挥出最强观测才干的计划。
（图片阐明：阿塔卡马探路者实验，事情视界望远镜的协作项目之一） 分离，扬长避短是霸道 我们知道，固然我们能够抬头仰视夜空，也能够应用简单的天文望远镜中止观测，但这些都是在可见光范围内的。而 作为电磁波的一种，可见光仅仅占了电磁波十分小的一个波段 。在其他波段，还有很多重要的天体信息是我们肉眼捕获不到的。经过红外线、紫外线、X射线、无线电等波段，我们都能够对天体中止不同角度的探测，揭开其中的秘密。好比 人类的第一张黑洞照片，就是应用X射线拍摄的 。
（图片阐明：不同波长的电磁波，可见光仅仅占了很窄的一部分） 不同波长的波有不同的特性，好比 黑洞的吸积盘，辐射出大量的X射线，所以科学家经常应用X射线望远镜观测黑洞 ；又好比 红外线波长比较长，很多在可见光波段遮挡我们视野的星际尘埃和气体，经过红外波段中止观测就能够绕过这些粒子 ，让我们看到背地的天体，同时，科学家还能够应用红外波段探测天体的压力、温度、元素丰度等信息。因而，假如我们能够应用不同波段对某个天体中止观测，就会取得大量的信息。 好比下面两张图，就是著名的 创生之柱 图片，其中左侧为可见光波段拍摄的照片，右侧是红外波段拍摄的。正是应用红外线避开“障碍”的才干，我们看到了肉眼中的迷雾所掩盖的大量闪烁着光辉的恒星。
（图片阐明：不同波段下的创生之柱） 但是，没有任何一台望远镜能够在如此广的波段中止拍摄，所以即便是哈勃望远镜也只能在可见光波段和一部分红外、紫外波段中止拍摄，所以太空中才有特地的X射线望远镜在运转，所以主办这次会议的ALMA天文台全称叫做阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列……它们的“步调分歧”，让我们错过了很多天体的重要信息，却只能干着急。 多波段的协作观测所带来的益处，我们曾经初有体验。2011年发射升空的 朱诺号探测器 ，就具备这样的才干。如下图所示，就是它在不同波段下对木星同一位置拍摄的照片，其中左图为可见光波段，中间图为中红外波段，右图为另一部分红外波段拍摄到的照片。三张照片展示了木星不同的特征，分别展示了其他波段的盲区，这关于我们了解木星有着极端重要的意义。
（图片阐明：三个不同波段下拍摄到的木星图像，展示的木星在不同方面的特征，任何单一的观测设备都无法如此全面地取得这些信息） 除了波段之外，望远镜的原理也有所不同，这也给不同类型的望远镜带来了不同的弊病。 天基望远镜 ： 万众等候的 詹姆斯·韦伯太空望远镜 ，口径约6.5米，就被以为能够看到最悠远的天体；而我国著名的望远镜“天眼”，则有着500米的口径。首先是二者原理不同，前者更多的是光学望远镜的原理，后者则是射电望远镜。同时，地基望远镜还有一种方式，那就是阵列，经过大范围架设天线或者望远镜的方式扩展口径，这些都是天基望远镜所做不到的。
（图片阐明：无尘室中的詹姆斯韦伯太空望远镜，它能够在红外波段中止观测） 专项探测器 ： 像 朱诺号 、 卡西尼号 这种特地绕某颗行星公转探测的轨道器或者是 旅游者2号 这样的飞掠探测器——也有它们自己的弊病，那就是由于距离过近，招致很多时分只能拍摄到行星的一部分，这关于我们了解行星整体环境等方面都有很大的影响。因而，它们同样需求地基望远镜的辅助才能够。
（图片阐明：卡西尼号探测器） 举个例子，目前来说，具有这种专项探测器最多的行星（地球除外）就是火星了，不只有多个轨道器，还有好几辆火星车。但是，这些轨道器固然能够对火星部分中止光谱成像，取得化学成分的重要信息。 但是假如想要了解火星整个半球的数据，就需求借助地基望远镜来中止观测 。并且，地基天文台能够增加深度的数据，辅助轨道器的光谱数据构建3D模型。 地基望远镜 当然，地基天文台也不是万能的，否则人类也没必要开发天基望远镜了。由于地球大气层的干扰，地基望远镜的观测才干遭到了极大的限制。而且，地基望远镜的弱点也十分明显：
（图片阐明：位于夏威夷莫纳克亚火山顶的莫纳克亚天文台，这里是地表最合适架设望远镜的地点之一） 即便是家用的天文望远镜，假如质量稍微高一点，都会遭到大气湍流的影响，更不用说天文台的望远镜了； 由于大气分子的作用，我们在空中无法应用X射线等波段中止拍摄； 地球磁场和人类的电子设备关于射电望远镜来说有着庞大的干扰，所以中国天眼才会选择建在山中； 当然了，像朱诺号这样的探测器更近距离地观测天体，自然能够取得空中和太空望远镜所无法看到的“特写镜头”。
（图片阐明：朱诺号探测器） 另外，在观测火星大气中的甲烷时，地基望远镜还会面临一个问题：地球大气中也有甲烷。因而，科学家们必须想措施扫除地球甲烷的干扰，才干有效地中止这方面的丈量。好在，他们应用多普勒效应，曾经处置了这个问题。但是关于其他方面的相似问题，我们不一定每一次都找到有效的措施。假如我们未来遇到这样的问题，那就必须求求助于其他的观测设备了。 未来，悠远宇宙更易测
因而，不论从哪个方面来讲，不同望远镜的分离职务都是人类天文展开所必须求走的下一段路途。 2026年，NASA的蜻蜓号探测器将前往土卫六，对这颗具有着碳氢化合物海洋、号称太阳系最宜居天体之一的卫星中止探测 。 所以，在这份白皮书中，主要作者、NASA戈达德太空飞行中心的研讨化学家Vincent Kofman等人激烈倡议，届时全世界的天文设备能够分离起来，对土卫六中止最全方位的探求，以肯定其名义环境、化学成分和宜居水平。
（图片阐明：蜻蜓号探测器在土卫六名义探求的假想图） 他们以为， 蜻蜓号能够实地调查，了解土卫六名义的地形结构、液态湖泊散布等。而ALMA则特别擅长对有机物的观测和发现，ALMA的研讨人员也都对土卫六十分熟习，能够用来辅助蜻蜓号绘制土卫六的完好地图 。 假如到时分真的只需蜻蜓号探测器孤军奋战，能够想象，人类将会错失许多重要的信息。反之，假如我们能够应用其它观测设备配合它的工作，将会取得事半功倍，1+1＞2的收获。
（图片阐明：位于智利沙漠中的ALMA阵列） 不只仅是太阳系的天体，在探求整个宇宙的时分，我们愈加需求天文观测设备的协作。就像我们刚才分享的创生之柱一样，在不同的波段，我们能够看到不同的环境。只需全方位的观测，才干避免盲人摸象的错误。 目前， 科学家曾经开端思索在月球树立望远镜 ，这里的绝佳环境将进一步提升人类的观测才干。未来，假如我们能够将这些望远镜参与到事情视界望远镜项目中，或许我们有望树立一个口径等效于38.4万公里的虚拟望远镜，人类的视野也将极大幅提升。一想起这个可能呈现的未来，我就兴奋不已。
（图片阐明：NASA预想树立在月球的月球环形山射电望远镜） 可是，想要完成这样的目的，谈何容易。我们目前并非没有足够多的望远镜，但是真正让问题变得艰难的，并不在于此，而是如何将它们分离起来。 当下，应战重重需正视 能够说，人类科技展开到了今天，曾经取得了严重的突破。但是， 随着科学水平的不时提升，一个人想完成严重的突破曾经变得越来越难，只需团结协作才能够高效地完成科技的飞跃 。
（图片阐明：黑洞） 但是理想却是，在看待整个世界的时分，不同的人有不同的见地。全世界的科学协作，依旧面临着很多的障碍和应战。依据卡尔达舍夫的宇宙文化等级，人类目前只是勉强抵达了0.7级文化，连1级文化还没有抵达。即便如此，我们依旧不能很好地团结在一同，而是难逃一些彼此之间的嫌隙。 除此之外，世界上各个科学团队、观测设备也都有着自己既定的目的和方向。好比最早在明年10月份才有可能发射升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜，早在升绝后好几年，就曾经“被布置”了许多研讨。因而，想要完成全球范围内的天文协作，依旧有着庞大的应战。
（图片阐明：多个波段下的蟹状星云合成图像） 不外，好在科学家们总是地道而又顽固的，他们为了科学的展开鞠躬尽瘁。好比当初的哈勃太空望远镜，一度被以为毫无用处，经费被NASA完整剥夺。但经过科学家的四处奔忙，才成就了今天的伟业。 置信他们依旧怀抱着这样的赤子之心，为了全世界天文观测设备的协作而不懈努力。 我们有理由置信，当全世界天文观测设备能够协作起来的时分，人类的天文学将会有一次庞大的飞跃！ |
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