黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体，它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围，这个势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界。中科院上海天文台台长沈志强介绍，事件视界望远镜（EHT）由全球200多位科学家共同合作，分布在全球的8个射电望远镜组成观测阵列，通过一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜来捕捉黑洞图像。
黑洞的存在以极端的方式影响着周围的环境，让时空弯曲，并将周围的气体吸进来。在此过程中，气体的引力能转化成热能，因此气体的温度变得很高，会发出强烈的辐射。“如此一来，黑洞就像沉浸在一片类似发光气体的明亮区域内，我们预期黑洞会形成一个类似阴影的黑暗区域。这正是爱因斯坦广义相对论所预言的，可我们以前从未见过。”EHT科学委员会主席、来自荷兰拉德堡德大学的海诺·法尔克解释。“这个暗影的形成，源于光线的引力弯曲和黑洞视界对光子的捕获。暗影使得我们能够测量M87中心黑洞的巨大质量。”
根据爱因斯坦广义相对论的预言，由于黑洞的存在，我们将会看到中心区域存在一个由于黑洞视界而形成的阴影（shadow），其周围环绕一个由吸积或喷流辐射造成的如新月状的光环。EHT通过多个观测校准以及使用不同成像方法，最终形成了一个中心暗弱的环状结构，即黑洞阴影。
人类捕获的第一张黑洞照片发布 央广记者傅闻捷 摄
虽然黑洞经常出现在各类科幻电影中，但在这次拍照前，天文学家们只能通过各种间接的证据来表明黑洞的存在。比如，恒星、气体的运动透露了黑洞的踪迹。黑洞有强引力，对周围的恒星、气体会产生影响，我们可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在。或者根据黑洞吸积物质（吃东西）发出的光来判断黑洞的存在。也可以通过看到黑洞成长的过程“看”见黑洞。
对黑洞阴影成像将能提供黑洞存在的直接“视觉”证据。除此之外，还可以验证在强引力场的极端环境下爱因斯坦的广义相对论，同时细致研究黑洞周围的物质吸积和喷流的形成及传播。“最直接的结论就是爱因斯坦是对的，他的广义相对论还是经受住了考验，看到这个图像不仅证明了广义相对论，还有我们对黑洞的理解，理论的预言跟我们现在观测到结果非常一致的。”沈志强表示。
据了解，要对黑洞成像，必须要保证望远镜足够灵敏，能分辨的细节足够小，从而能保证看得到和看得清。满足这些条件，最好的工具莫过于1967年出现的甚长基线干涉测量（Very Long Baseline Interferometry, VLBI）技术。假定在1毫米波长观测，一个长度为1万千米的基线能获得约21微角秒的分辨本领。目前其工作波段在1.3mm，足以在巴黎的一家路边咖啡馆阅读远在在纽约的报纸，并且今后波段有望扩展到更短的0.8mm。
中科院上海天文台研究员路如森讲解黑洞原理 央广网发 图来自网络视频截图
参与此次事件视界望远镜大型的国际合作项目的科研人员有200多人，其中来自中国大陆的学者有16人。我国科学家长期关注高分辨率黑洞观测和黑洞物理的理论与数值模拟研究，在事件视界望远镜（EHT）国际合作形成之前就已开展了多方面具有国际显示度的相关工作。在此次EHT合作中，我国科学家在早期EHT国际合作的推动、EHT望远镜观测时间的申请、后期的数据处理和结果理论分析等方面做出了中国贡献。
“我们已经取得了上一代人认为不可能做到的事情。”哈佛大学及史密松宁学会的EHT项目主任谢泼德·德勒曼表示，“技术的突破、世界上最好的射电天文台之间的合作、创新的算法汇聚到一起，打开了一个关于黑洞和事件视界的全新窗口。”
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