北京时间4月10日21点，全球六地通过协调召开了一个令全世界沸腾的新闻发布会，人类有史以来获得的第一张黑洞照片发布！

从"暗星"概念的首次提出，经历200多年，我们才第一次看到如此真实的黑洞照片。早在18世纪那个名叫米歇尔的自然哲学家的概念里，宇宙中的"引力怪兽"（"暗星"）像幽灵一样游荡在空旷的星际中，没人能直接看到他们。只有当它们身边恰好有发光的物质围绕时，它们的行踪才会暴露。他所描述的这种看不见的"暗星"，正是我们现在所说的"黑洞"。

黑洞是什么？

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，该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界（Event Horizon）。
通俗点说，黑洞产生于恒星的消亡过程，当燃料燃烧殆尽，在自身引力的作用下，核心中所有的物质被压缩成一个质量、密度极大的物质，由于极高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去，甚至光都无法逃逸。这也是为什么人类科学家一百多年来苦苦寻找也未直接看到过宇宙中黑洞的原因。

看不见的黑洞为什么有照片？

物理学家霍金运用量子理论研究黑洞附近物质的行为时，惊奇的发现黑洞具有温度！因为所有物质都会被黑洞的引力吸引进去，吸入的物质在掉入黑洞视界前会在周围形成一个围绕黑洞旋转的"吸积盘"，吸积盘的温度很高，会辐射大量的X-射线，因此探测X-射线便成为寻找黑洞的绝佳手段。通过引力波，我们也在不断验证黑洞的存在。

什么？这张照片竟是2年前拍摄的？

你没看错！就是2年前。

实际上我们看到的这张惊艳的黑洞照片拍摄于2017年4月11日，来自于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。

观察它不容易。事件视界望远镜（EHT）并不是一台单独的望远镜，而是一台由位于北美、夏威夷、欧洲、南美洲和南极洲的许多不同的射电望远镜，连接组成的一台虚拟口径如地球大小的望远镜。它背后的关键技术叫"甚长基线干涉测量"，这是一项能将世界各地的望远镜的观测能力和数据结合在一起的技术。此次巨椭圆星系M87的观测利用了分布于全球不同地区的8个射电望远镜阵列组成。

那么问题来了，为什么2年前的拍摄今天才看到照片？

背后的数据真相

EHT一次普通的五天观测期间，整个望远镜阵列产生的数据约7PB，将装满1000至2000个硬盘。在2017年4月份的观测中，每个台站的数据率达到惊人的32Gbit/s，8个台站在5天观测期间共记录的数据量约3500TB，相当于350万部电影，几百年也看不完！

EHT把硬盘用飞机运到位于美国马萨诸塞州的天文台及位于德国波恩的天文研究所进行处理。超级计算机把所有数据集成。经过校准的资料被用来合成黑洞照片，面对海量数据，即便是超级计算机的浮点计算能达到每秒14亿亿次，也花了一年多的时间才完成"洗照片"的工作。今天人类获得这张具有历史意义的照片，是计算合成，但也是最接近真实的了。

基础设施的新挑战

显然，获得一张珍贵的黑洞照片，除了需要大量观测数据，还需要高性能的计算存储能力的支撑。

大数据、云计算、5G、物联网等技术的迅速发展，伴随而来的是数据量的几何式增长。据IDC预测，全球数据总量预计2020年达到44个ZB，我国数据量将达到8060个EB，占全球数据总量的18%。

数据中心作为新基础设施，其计算能力、存储能力，以及安全性、稳定性、网络架构正在面临高性能计算的挑战。

高性能计算必然催生更高的机柜功率密度，目前全国的大型数据中心单机柜功率从4.4KW到8KW不等，据悉微软的Azure云数据中心单机柜功率可达15KW。密度上去了，机柜的供电能力就成为数据中心的关键。拥有充足电力保障的数据中心将成为追捧的资源。例如世纪互联在北上广核心城市即将投入运营的数据中心，拥有充足的电力供应和高品质设施配备，规模在5000~7000个机柜，可满足高性能计算的应用需求。

单机柜功率的提升也带来能耗的增加，无论是基于政策要求还是社会责任，控制并降低数据中心的能耗PUE是各个数据中心的重要议题。降PUE方法有很多，自然冷却、液冷技术、冷热通道封闭、冷水背板、模块化等，但单一降低某个数值并不一定能达到PUE最低。控制能耗是一套平衡的理念和体系，多系统联动，补足短板才能提高能源利用率，降低能耗。目前，世纪互联北京地区数据中心典型机房PUE可达到1.28，这样的能耗对于第三方数据中心以及这样纬度的城市已经是非常低了。

回到照片，第一张黑洞照片只是开端，未来还会有更多更清晰的黑洞照片、宇宙探测照片生成，面对海量的数据、大规模的计算，新基础设施的发展将始终伴随着科技进步不断创新。

 

来源：精密空调 http://www.hiresair.com.cn

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