人類史上第一張黑洞照片曝光，台灣、比利時、日本、中國、美國、智利6國將同步舉行觀測黑洞計畫「事件視界望遠鏡」（EHT）記者會，其中台灣改裝架設的地表最強望遠鏡「格陵蘭望遠鏡」從去年加入計畫，不但是北極圈內第一個次毫米波天文觀測站，還能抵抗零下71度的低溫。

中央研究院天文及天文物理研究所花費7年時間，從2011年起，與哈佛大學「哈佛—史密松天文物理中心」天文團隊合作架設格陵蘭望遠鏡，去年4月台灣正式加入「事件視界望遠鏡」（EHT）全球陣列觀測計畫，透過世界各地眾多電波望遠鏡連線，達成地表最強影像解析能力，以觀測星系中的超大質量黑洞。

1915年，愛因斯坦發表廣義相對論，認為萬有引力不是力，而是時空的扭曲，時空的扭曲是因為天體質量所引起，質量越大的天體，其周圍時空扭曲的越厲害。恆星的質量通常大於其周圍的行星千萬倍，前者對其周圍時空產生扭曲，讓後者不得不讓著它旋轉；或者說，恆星在其周圍建立重力場，行星透過此重力場，而與恆星形成「你儂我儂」的夥伴關係。黑洞是質量至少比我們太陽五倍以上的恆星，其內部燃料消耗完後的殘骸，因為內部氣體向外壓力無法再支撐重力的壓縮，而讓自己體積塌縮千萬倍，而根據牛頓的重力理論，天體重力與其半徑平方成反比，與其質量成正比，所以體積塌縮千萬倍而質量沒有多少改變的天體，其產生的重力場必然比原先大上千萬倍，這正是黑洞的由來。

眾所周知，黑洞是巨型恆星內部燃料經由核融合消耗完後的結局，比我們的太陽或地球引力高出幾千萬倍，可以輕易吞噬在其引力周圍的恆星或行星，可說是宇宙中的「大黑鯊」，即使通常體積不大，仍然具有超強引力，何況是超大質量黑洞？一般科學家相信，我們太陽系所在的銀河系中央，很可能就隱藏一個超大質量黑洞，讓其周圍上千億顆恆星如眾星拱月繞著它旋轉。

據估計，我們太陽系離銀河系中央約3.5萬光年，我們太陽系繞銀河系一圈約需要兩億五千萬地球年，相當於從恐龍出現在地球至今的時間，太陽系才能繞完銀河系一圈！1光年是距離的單位，是光以光速飛行一年所走過的直線距離，光速每秒約三十萬公里，一年中所走的距離約9.5兆公里，相當於我們太陽系的直徑。此次所拍攝黑洞的位置距離我們約5400萬光年，換言之，我們看到的是它5400萬年前的影像！而太陽距離我們約1.5億公里，我們所看到的太陽只不過是它8.5分鐘前的影像。

其實五年前，史上第一次黑洞吞噬恆星的完整過程，已經被天文學家觀測到了！當時美國約翰霍普金斯大學研究員表示，有顆編號為ASAS-SN-14l的不幸的恆星，僅距離地球約3億光年，因此才能在它被附近黑洞摧毀的第一時間迅速發現，並完整觀測吞噬及隨後以近乎光速將離子噴流而出的過程。在此之前，天文界一直努力尋找黑洞吞噬後發射噴流的證據，但過去被吞噬的恆星們都距離地球9億光年以上，發現時總是慢了一步。

這項研究成果的功臣是年僅29歲的電腦科學家布曼，她所開發的演算法讓黑洞照片成為可能。布曼2017年在麻省理工學院取得電子工程和電腦科學博士學位，2017年至2019年在哈佛史密森尼天體物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）擔任博士後研究人員，目前是加州理工學院（Caltech）電腦與數學科學系助理教授。根據麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室（MITCSAIL）網站，布曼（Katie Bouman）在自述中說，她的主要研究目標是「運用新興電腦方法，拓展跨學科成像的可能性」。

平心而論，從事天文研究是一件很孤獨的事，常常需要到人家罕至的地區操作望遠鏡以觀測天文景象，不過卻是人類心靈最偉大的探險，它讓我們發現宇宙的浩瀚與美麗，引導我們深思上帝存在的可能性，了解我們從何而來？將往何處去？讓人類感到自身的渺小與造物主的偉大，從而讓我們知道如何活在當下，把握今生，視個人能力大小，為社會、國家與世界做出貢獻，至少能養活自己，而非自私自利、巧取豪奪、自己好就好，或渾渾噩噩，如同行屍走肉般過一生，與草木同朽。

誠如愛因斯坦在其《我心目中的世界》一文中說，人類所能擁有最美麗的經驗是大自然的神秘與奧妙，這是真正藝術與科學起源的根本感情，凡是不識神秘，不懂奧妙，不對宇宙感到好奇與驚嘆者，眼神將黯淡無光，彷彿行屍走肉般。正是這種神秘的經驗（縱使往往摻雜些許恐懼），才會產生宗教，衍生出真正的信仰。在這層意義上，而且唯有在這層意義上，我算是有虔誠信仰之人。這番話實在說得太棒了，值得所有年輕學子見賢思齊。

發現黑洞，對我們的意義，也是如此。何況在研究天文學的過程中，許多新科技也紛紛發明，如影像感應技術，智慧手機與數位相機等。

※作者為台大物理博士   文化大學教授