北京時(shí)間4月10日21點(diǎn)，全球六地通過(guò)協(xié)調(diào)召開(kāi)了一個(gè)令全世界沸騰的新聞發(fā)布會(huì),，人類(lèi)有史以來(lái)獲得的第一張黑洞照片發(fā)布！

從"暗星"概念的首次提出,，經(jīng)歷200多年,，我們才第一次看到如此真實(shí)的黑洞照片。早在18世紀(jì)那個(gè)名叫米歇爾的自然哲學(xué)家的概念里,，宇宙中的"引力怪獸"（"暗星"）像幽靈一樣游蕩在空曠的星際中,，沒(méi)人能直接看到他們。只有當(dāng)它們身邊恰好有發(fā)光的物質(zhì)圍繞時(shí),，它們的行蹤才會(huì)暴露,。他所描述的這種看不見(jiàn)的"暗星"，正是我們現(xiàn)在所說(shuō)的"黑洞",。

黑洞是什么？

黑洞是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)言存在的一種天體,。它具有的超強(qiáng)引力使得光也無(wú)法逃脫它的勢(shì)力范圍,，該勢(shì)力范圍稱(chēng)作黑洞的半徑或稱(chēng)作事件視界（Event Horizon）。
通俗點(diǎn)說(shuō),，黑洞產(chǎn)生于恒星的消亡過(guò)程,，當(dāng)燃料燃燒殆盡，在自身引力的作用下,，核心中所有的物質(zhì)被壓縮成一個(gè)質(zhì)量,、密度極大的物質(zhì)，由于極高質(zhì)量而產(chǎn)生的引力,，使得任何靠近它的物體都會(huì)被它吸進(jìn)去,，甚至光都無(wú)法逃逸。這也是為什么人類(lèi)科學(xué)家一百多年來(lái)苦苦尋找也未直接看到過(guò)宇宙中黑洞的原因,。

看不見(jiàn)的黑洞為什么有照片,？

物理學(xué)家霍金運(yùn)用量子理論研究黑洞附近物質(zhì)的行為時(shí)，驚奇的發(fā)現(xiàn)黑洞具有溫度,！因?yàn)樗形镔|(zhì)都會(huì)被黑洞的引力吸引進(jìn)去,，吸入的物質(zhì)在掉入黑洞視界前會(huì)在周?chē)纬梢粋€(gè)圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的"吸積盤(pán)"，吸積盤(pán)的溫度很高,，會(huì)輻射大量的X-射線,，因此探測(cè)X-射線便成為尋找黑洞的絕佳手段。通過(guò)引力波,，我們也在不斷驗(yàn)證黑洞的存在,。

什么？這張照片竟是2年前拍攝的,？

你沒(méi)看錯(cuò),！就是2年前。

實(shí)際上我們看到的這張?bào)@艷的黑洞照片拍攝于2017年4月11日,，來(lái)自于室女座一個(gè)巨橢圓星系M87的中心,，距離地球5500萬(wàn)光年，質(zhì)量約為太陽(yáng)的65億倍。

觀察它不容易,。事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）并不是一臺(tái)單獨(dú)的望遠(yuǎn)鏡,，而是一臺(tái)由位于北美、夏威夷,、歐洲,、南美洲和南極洲的許多不同的射電望遠(yuǎn)鏡，連接組成的一臺(tái)虛擬口徑如地球大小的望遠(yuǎn)鏡,。它背后的關(guān)鍵技術(shù)叫"甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量",，這是一項(xiàng)能將世界各地的望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)能力和數(shù)據(jù)結(jié)合在一起的技術(shù)。此次巨橢圓星系M87的觀測(cè)利用了分布于全球不同地區(qū)的8個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡陣列組成,。

那么問(wèn)題來(lái)了,，為什么2年前的拍攝今天才看到照片？

背后的數(shù)據(jù)真相

EHT一次普通的五天觀測(cè)期間,，整個(gè)望遠(yuǎn)鏡陣列產(chǎn)生的數(shù)據(jù)約7PB,，將裝滿(mǎn)1000至2000個(gè)硬盤(pán)。在2017年4月份的觀測(cè)中,，每個(gè)臺(tái)站的數(shù)據(jù)率達(dá)到驚人的32Gbit/s,，8個(gè)臺(tái)站在5天觀測(cè)期間共記錄的數(shù)據(jù)量約3500TB，相當(dāng)于350萬(wàn)部電影,，幾百年也看不完,！

EHT把硬盤(pán)用飛機(jī)運(yùn)到位于美國(guó)馬薩諸塞州的天文臺(tái)及位于德國(guó)波恩的天文研究所進(jìn)行處理。超級(jí)計(jì)算機(jī)把所有數(shù)據(jù)集成,。經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的資料被用來(lái)合成黑洞照片,，面對(duì)海量數(shù)據(jù)，即便是超級(jí)計(jì)算機(jī)的浮點(diǎn)計(jì)算能達(dá)到每秒14億億次,，也花了一年多的時(shí)間才完成"洗照片"的工作,。今天人類(lèi)獲得這張具有歷史意義的照片，是計(jì)算合成,，但也是最接近真實(shí)的了,。

基礎(chǔ)設(shè)施的新挑戰(zhàn)

顯然，獲得一張珍貴的黑洞照片,，除了需要大量觀測(cè)數(shù)據(jù),，還需要高性能的計(jì)算存儲(chǔ)能力的支撐。

大數(shù)據(jù),、云計(jì)算,、5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的迅速發(fā)展,，伴隨而來(lái)的是數(shù)據(jù)量的幾何式增長(zhǎng),。據(jù)IDC預(yù)測(cè),，全球數(shù)據(jù)總量預(yù)計(jì)2020年達(dá)到44個(gè)ZB，我國(guó)數(shù)據(jù)量將達(dá)到8060個(gè)EB,，占全球數(shù)據(jù)總量的18%,。

數(shù)據(jù)中心作為新基礎(chǔ)設(shè)施，其計(jì)算能力,、存儲(chǔ)能力,，以及安全性、穩(wěn)定性,、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正在面臨高性能計(jì)算的挑戰(zhàn),。

高性能計(jì)算必然催生更高的機(jī)柜功率密度，目前全國(guó)的大型數(shù)據(jù)中心單機(jī)柜功率從4.4KW到8KW不等,，據(jù)悉微軟的Azure云數(shù)據(jù)中心單機(jī)柜功率可達(dá)15KW,。密度上去了，機(jī)柜的供電能力就成為數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵,。擁有充足電力保障的數(shù)據(jù)中心將成為追捧的資源。例如世紀(jì)互聯(lián)在北上廣核心城市即將投入運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)中心,，擁有充足的電力供應(yīng)和高品質(zhì)設(shè)施配備,，規(guī)模在5000~7000個(gè)機(jī)柜，可滿(mǎn)足高性能計(jì)算的應(yīng)用需求,。

單機(jī)柜功率的提升也帶來(lái)能耗的增加,，無(wú)論是基于政策要求還是社會(huì)責(zé)任，控制并降低數(shù)據(jù)中心的能耗PUE是各個(gè)數(shù)據(jù)中心的重要議題,。降PUE方法有很多,，自然冷卻、液冷技術(shù),、冷熱通道封閉,、冷水背板、模塊化等,，但單一降低某個(gè)數(shù)值并不一定能達(dá)到PUE最低,。控制能耗是一套平衡的理念和體系,，多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),，補(bǔ)足短板才能提高能源利用率，降低能耗,。目前,，世紀(jì)互聯(lián)北京地區(qū)數(shù)據(jù)中心典型機(jī)房PUE可達(dá)到1.28，這樣的能耗對(duì)于第三方數(shù)據(jù)中心以及這樣緯度的城市已經(jīng)是非常低了,。

回到照片,，第一張黑洞照片只是開(kāi)端,，未來(lái)還會(huì)有更多更清晰的黑洞照片、宇宙探測(cè)照片生成,，面對(duì)海量的數(shù)據(jù),、大規(guī)模的計(jì)算，新基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展將始終伴隨著科技進(jìn)步不斷創(chuàng)新,。

 

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