来自首张黑洞照片的数据过于庞大，互联网无法全部解答，这是难事

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在4月10日，天文学家们宣布他们拍摄到了世界上第一张黑洞的图像，但是互联网却无法解析这张图片。我们并不是在讨论黑洞的史莱克模因（模因即文化基因）或者是刻薄地评论离我们五千五百万光年远的一个黑洞的照片是如此“模糊”的文章。我们是在讨论为什么我们的互联网无法正确解析在由五个国家的八台天文望远镜组成的事件视界望远镜实验中得到的数据，来自室女A星系（梅西耶M87星系）中心的黑洞的照片正是在这个实验中拍摄的。

图解：黑洞M87

正相反，由无线电天线收集的大量数据必须在用飞机运送到中央数据中心进行过滤和分析。因此，黑洞M87的图像不仅仅是人类智慧与认知的巨大成就，还证实了有关黑洞的若干理论，也是数据存储及管理方面的一项艰巨的壮举。

2017年4月份，事件视界望远镜实验将八台望远镜全部对准黑洞M87，此次观察持续了七天多。通过定制的原子钟对时，所有的望远镜同步收集收到的来自遥远的黑洞的无线电讯号，并用特地为这次的艰巨任务制作的超高速数据记录器记录下来。

但是我们现有的网络技术无法解析这5拍字节（约千万亿）的数据。

来自亚利桑那大学的天文学副教授——丹·马罗内博士专门研究事件视界望远镜实验的数据存储，他在4月10日告诉记者：“我们有5拍字节的数据记录。这总计为超过半吨的硬盘。5拍字节是非常多的数据：它相当于5000年里MP3的文件总和。”

下列是这一张图片需要的数据相当于13.9亿份利尔·纳斯·X的歌曲“Old Town Road”的原因。

图解：智利的阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列是拍摄黑洞M87的照片的八台天文望远镜之一

八台同步望远镜

实际上，EHT(事件视界望远镜)实验采用了甚长基线干涉测量法，该技术使八台射电望远镜能互相协调，同时观测同一目标并记录数据，将地球变成了一个独立的、自转的虚拟望远镜。

换句话说，就像是八个人从不同的角度拍摄同一个遥远的天文现象，然后将他们的视频合在一起形成一个很清晰的影像。虽然在这个方案中，拍摄目标离我们非常远，八台望远镜之间也互相离得非常远。

望远镜之间的超长基线的优点在于地球的自转给了科学家们许多黑洞的镜头，而这些镜头来自八个同步的角度。

过滤数据

一旦1000磅的硬盘全都装满这5拍字节的原始数据，飞机就会将这些数据送往位于美国马萨诸塞州和德国的两个集中相关器（美国马萨诸塞州的MIT海斯塔克天文台和德国的马克斯普朗克电波天文研究所）。

马罗内说：“最快的方法不是用网络传输数据，而是用飞机运输。没有可以传输飞机上的5拍字节数据的因特网”

由于增加了这一重困难，在南极的冬天捕捉的影像，科学家们得等到夏天才能将硬盘从南极点望远镜送出。

之后专用的相关器就开始同步处理所有的数据。这意味着这些超级计算机根据原子钟的时间，同步将望远镜收集到的所有原始观测数据一一排好，构建了一条完整的当来自黑洞的光线的波前到达地球时的记录。

与硅谷交换技术

亚利桑那大学的计算天体物理学家陈志均博士负责处理M87的成像方案，他告诉Inverse（美国线上杂志）的记者，一旦相关器过滤了数据，剩下的任务就会容易很多。

他说：“下一步，科学家们通常会使用工作站然后对剩下的数据进行计算，但是我所做的贡献是在相关器协同工作时使用云计算技术，这样我们就可以在云计算中使用许多高效的虚拟计算机去加速分析数据。”

陈志均和他的团队开发的这款软件帮助EHT团队过滤了数据，甚至还完成了建立最后的只有几百千字节的合成图像。他希望未来高新技术产业可以在网络体系中使用这款软件。

他说：“在这个意义上，我们也算是回馈社会了。”

值得注意的是，陈志均和他的团队用来模拟黑洞的亚利桑那大学的电脑都是基于图形处理单元的，计算功能非常强大。随着这些显示卡在加密货币领域的流行，它们的需求量也是极高的。因此，就像黑洞项目中开发的软件将持续供其他人使用，它也从一个截然不同的计算机科学领域获得了灵感，而这一切都是以探索的名义进行的。

出乎意料的是，在观察M87之前，陈志均的团队曾使用这些强大的绘图处理器模拟了非常多黑洞，他们已经了解了真正的黑洞是什么样的。

陈志均说：“我们创建了一个巨大的黑洞图库，因为我们见过如此之多的黑洞以及它们的多种可能性，因此我们在看见真正的黑洞时并不吃惊。”

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. inverse-兴言

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本文选自：今日头条