中國科學院上海天文台研究員袁峰算是和“甜甜圈”結下一生的緣分了——5月16日，由他參與(yu) 的事件視界望遠鏡項目（EHT）拍攝到了首張銀河係中心超大質量黑洞“人馬座A*”的第一張寫(xie) 真照片——一個(ge) 巨大的宇宙“甜甜圈”。

　　這張寫(xie) 真，來自2.7萬(wan) 光年之外的銀河係中心。中國大陸有16位研究人員參與(yu) 了這項工作，袁峰是其中之一。

　　從(cong) 1994年攻讀天體(ti) 物理學博士至今，袁峰已經在與(yu) “甜甜圈”們(men) 打交道的路上堅持了28年。5月的這張照片，其實是EHT團隊第二次拍到的黑洞寫(xie) 真。第一次發布黑洞照片是在2019年4月。那時，EHT組織宣布得到了第一張黑洞M87的照片。該照片的中心是一個(ge) 近似圓形的黑暗區域，該區域被一個(ge) 發光的亮環保衛，酷似一個(ge) 金色的“甜甜圈”。

　　很多人不明白，既然科學家早在2019年就已經拍到了黑洞寫(xie) 真，為(wei) 何還要在2022年再拍一次呢？科學家想要證明什麽(me) 問題呢？

　　袁峰告訴中青報·中青網記者，實際上，一張張“甜甜圈”黑洞寫(xie) 真，看似雷同，但它們(men) 都有其在不同假設環境中的重要價(jia) 值。

　　“我們(men) 拍到的照片，準確來說，不是黑洞本身，而是黑洞周圍的吸積流。這些吸積流被一個(ge) 強大的中心引力吸引，而這個(ge) 引力就來自黑洞。”袁峰說，“甜甜圈”外圈那個(ge) 閃閃發光的金色圓環，實際上就是吸積流，吸積流氣體(ti) 在黑洞引力作用下向黑洞下落，下落過程中它們(men) 變熱、進而發出強烈的輻射，照片中看到的明亮光環，就是這些非常熱的氣體(ti) 發出的輻射。

　　天體(ti) 物理學家納拉揚等人的研究發現，宇宙中存在兩(liang) 種吸積流，一種是“正常”吸積流，另一種是“瘋狂”吸積流，前者磁場較弱，後者磁場很強。除了磁場外，兩(liang) 種吸積流其他方麵也存在很大不同，而且還決(jue) 定了黑洞噴流的形成。

　　袁峰告訴記者，黑洞寫(xie) 真拍攝的一個(ge) 重要價(jia) 值在於(yu) 其在強引力場環境下“檢驗了愛因斯坦的廣義(yi) 相對論”。廣義(yi) 相對論是描述物質間引力相互作用的理論，由阿爾伯特·愛因斯坦於(yu) 1915年完成，1916年正式發表。這一理論首次把引力場等效成時空的彎曲。

　　他介紹，100年前也有科學家對廣義(yi) 相對論進行過檢驗，但當時都是在弱引力場環境下進行的檢驗，而在弱場下，廣義(yi) 相對論與(yu) 牛頓力學兩(liang) 種理論的差別不大。隻有在強引力場的環境下，兩(liang) 者才能出現較為(wei) 明顯的差別。

　　黑洞，正是那個(ge) 用來檢驗廣義(yi) 相對論的、合適的強引力場。

　　“廣義(yi) 相對論和量子力學理論是目前物理學界最牛的理論，是現代物理學最重要的基礎。”袁峰說，以人們(men) 日常使用的衛星導航係統為(wei) 例，它也需要依靠廣義(yi) 相對論，工程人員在這一理論基礎上，把“導航”變成了現實，“舉(ju) 個(ge) 例子，用牛頓力學理論做導航的話，誤差可能是1-2公裏，而要精準定位，一定要依靠廣義(yi) 相對論。”

　　如今科學家拍攝到的黑洞照片，與(yu) 基於(yu) 100多年前的廣義(yi) 相對論計算出來的“黑洞模型照片”是相符合的，說明廣義(yi) 相對論通過了這次檢驗。

　　袁峰不是EHT項目中的“拍照人”，而是該項目中解釋“為(wei) 什麽(me) 拍照”的理論研究者之一。

　　“吸積流被吸進去的過程中，產(chan) 生了很多有趣的現象。”他介紹，黑洞本身不會(hui) 發光，要找到黑洞，最重要的就是找到其周圍的吸積流氣體(ti) ，“根據我們(men) 的計算預測，真正的黑洞比這幅‘甜甜圈’圖片中的黑色部分要小一些。”

　　袁峰所說的“計算”，是求解一個(ge) 複雜的黑洞吸積流方程組。這個(ge) 方程的複雜程度，遠超出一般人的想象。這個(ge) 方程組從(cong) 20世紀60年代開始就被科學家關(guan) 注，每解出這個(ge) 方程的一小步，都值得發表一篇高水平學術論文。20世紀90年代，袁峰在哈佛大學的博士後導師納拉揚發現了該方程的一個(ge) 創新性解，為(wei) 人們(men) 理解宇宙中的黑洞邁出了重要一步，他本人因此當選美國科學院院士。

　　“我當時寫(xie) 了一篇還算不錯的論文，在一次韓國舉(ju) 辦的國際會(hui) 議上作了報告。”袁峰告訴記者，“導師後來告訴我，那次聽到我的報告，就想好要給我留一個(ge) 博士後位子了。”

　　2002年到哈佛大學報到後，負責接待的天文係秘書(shu) 在見到袁峰後說：“我早就想見到你了！有幾百人申請了教授的博士後位置，我想知道他把這個(ge) 位置留給了一個(ge) 什麽(me) 樣的人。”

　　出乎這位知名教授意料的是，10年後的2012年，他最青睞的博士後袁峰通過理論分析和大規模數值模擬，首次論證了吸積流中確實存在很強的外流，從(cong) 而推翻了他在1999年提出的著名的吸積流“對流”理論。直到2014年，納拉楊才在與(yu) 袁峰的多次探討中，接受了他的最新研究成果。

　　2005年，有著德國馬普射電天文研究所、美國哈佛大學和普渡大學博士後工作經曆的袁峰，決(jue) 定回國。“就是喜歡中國的文化和環境，國外的環境再好也不是為(wei) 中國人設計的，在那裏沒有歸屬感和認同感。”袁峰說。

　　這種歸屬感和認同感，就包括向中國大眾(zhong) 科普天文知識、天體(ti) 物理知識。

　　“全國隻有十幾所大學有天文係，而美國排名前100的大學，幾乎家家都有天文係。這個(ge) 看似無用的學科，卻是最重要的基礎學科之一。我想在更多學生心目中種下仰望星辰大海的種子。”袁峰說，我國快速發展至今，是時候要加強各個(ge) 學科的基礎研究了，“基礎研究對國家長遠發展意義(yi) 重大。”

　　他也希望這張漂亮的“甜甜圈”照片，能成為(wei) 青少年朋友們(men) “遵循興(xing) 趣、保持好奇心”的“誘餌”，“希望我們(men) 的孩子們(men) 未來選擇學習(xi) 、工作方向時，都能遵循自己原本的興(xing) 趣，保持對大自然的好奇。”

　　之所以選擇天體(ti) 物理，也是袁峰本人的興(xing) 趣所在。讀碩士期間，他曾一度從(cong) 理論物理專(zhuan) 業(ye) 換到量子化學專(zhuan) 業(ye) ，但3年讀研時間裏，他發現自己對廣義(yi) 相對論的興(xing) 趣與(yu) 日俱增，“我覺得廣義(yi) 相對論很優(you) 美，很喜歡，所以我報考了中科大的天體(ti) 物理專(zhuan) 業(ye) 博士，從(cong) 此一直在研究天體(ti) 物理。”

　　中青報·中青網記者 王燁捷 來源：中國青年報