事件视界望远镜拍的不是照片，是一次全球联测

手机拍月亮，放大十倍只剩一团白斑，因为镜头口径只有几毫米。要看清月面上一个橘子大小的东西，需要一面口径以公里计的镜子。人类造不出这样的镜子，于是换了个思路：把分布在地球各处的几台射电望远镜连起来，让它们在同一时刻看同一个方向，事后把信号拼在一起。

事件视界望远镜（Event Horizon Telescope, EHT）在 1.3 mm 波段工作，最长基線约 1 万公里，角分辨率约 20 微角秒，投射到月球上相当于 4 cm 左右。2019 年它给出 M87 中心黑洞的亮环，环直径约 42 微角秒。

分辨率看的是基線，不是单台口径

干涉测量的角分辨率约等于波长除以基線长度。两台相距 1 万公里的望远镜在 1.3 mm 上合作，分辨率约 27 微角秒；而单台 15 米天线在同一波长只有约 18 角秒。

差别在 60 万倍量级。这就是为什么 EHT 的单台天线都不算巨型，合起来却等效于一面地球大小的镜子——只不过这面镜子是稀疏的，上面只有几个孤立的孔。

每一对台站给出一个空间频率上的复振幅，也就是目标亮度分布傅里叶变换的一个采样点。地球自转不断改变基線的投影方向，采样点在 u-v 平面上划出弧线。

台站少、采样稀，图像重建就是典型的病态反问题：满足数据约束的图有无穷多张。所以 EHT 的结论要靠多种独立算法、多组正则化参数互相印证，而不是「拍」出来的。

更短的波段被大气水汽强烈吸收，只有高原干站还能用；更长的波段，辐射会主要来自光学厚的喷流而不是黑洞附近。1.3 mm 是这两头的折中。

这也解释了台站分布：智利的 ALMA、西班牙的 IRAM 30 m、夏威夷的 JCMT 与 SMA、南极的站址，都选在干燥的高处。南极站参与时，基線还能再拉长一截。

M87 中心的黑洞约 65 亿倍太阳质量，距离约 5500 万光年，阴影角直径约 42 微角秒；银河系中心的 Sgr A* 只有约 400 万倍太阳质量，距离约 2.7 万光年，阴影大小反而相近，约 50 微角秒。

Sgr A* 更难拍：周围等离子体在几分钟内就变一遍，观测期间图像一直在动，必须多帧平均后再建模。这也是它的成像结果比 M87 晚了三年才发表的原因之一。

观测证实两个源上都出现亮环加中心亮度凹陷；不同成像算法、不同校准流程都给出环状结构，环的直径与独立的黑洞质量、距离估计相容。

理论预言阴影角直径与黑洞质量成正比、与距离成反比，光子环的尺度由广义相对论在观测前算出，这两个黑洞的预测尺寸与后来测到的相符。

尚未定论环的亮度不对称究竟主要来自多普勒束射还是吸积流几何；环直径与理论预期的细微偏差是否指示超出克尔度规的物理，都还在讨论。

为什么不能直接拍可见光照片？

黑洞附近的光学辐射被尘埃严重消光，而且光学波段要达到同样分辨率，基線长度会长得不现实。射电毫米波是唯一可行的窗口。

这些望远镜是同时观测的吗？

是。各站用氢脉泽原子钟独立打时间戳记录数据，事后在相关器里对齐，不需要实时连线。

为什么至今只有两个目标？

需要视界尺度足够大、距离足够近、周围辐射足够亮，三个条件同时满足的源非常少。候选名单本来就很短。