北京時間4月10日21點，全球六地通過協(xié)調召開了一個令全世界沸騰的新聞發(fā)布會，人類有史以來獲得的第一張黑洞照片發(fā)布！

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

黑洞是什么？

黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言存在的一種天體。它具有的超強引力使得光也無法逃脫它的勢力范圍，該勢力范圍稱作黑洞的半徑或稱作事件視界（Event Horizon）。
通俗點說，黑洞產生于恒星的消亡過程，當燃料燃燒殆盡，在自身引力的作用下，核心中所有的物質被壓縮成一個質量、密度極大的物質，由于極高質量而產生的引力，使得任何靠近它的物體都會被它吸進去，甚至光都無法逃逸。這也是為什么人類科學家一百多年來苦苦尋找也未直接看到過宇宙中黑洞的原因。

看不見的黑洞為什么有照片？

物理學家霍金運用量子理論研究黑洞附近物質的行為時，驚奇的發(fā)現(xiàn)黑洞具有溫度！因為所有物質都會被黑洞的引力吸引進去，吸入的物質在掉入黑洞視界前會在周圍形成一個圍繞黑洞旋轉的"吸積盤"，吸積盤的溫度很高，會輻射大量的X-射線，因此探測X-射線便成為尋找黑洞的絕佳手段。通過引力波，我們也在不斷驗證黑洞的存在。

什么？這張照片竟是2年前拍攝的？

你沒看錯！就是2年前。

實際上我們看到的這張驚艷的黑洞照片拍攝于2017年4月11日，來自于室女座一個巨橢圓星系M87的中心，距離地球5500萬光年，質量約為太陽的65億倍。

觀察它不容易。事件視界望遠鏡（EHT）并不是一臺單獨的望遠鏡，而是一臺由位于北美、夏威夷、歐洲、南美洲和南極洲的許多不同的射電望遠鏡，連接組成的一臺虛擬口徑如地球大小的望遠鏡。它背后的關鍵技術叫"甚長基線干涉測量"，這是一項能將世界各地的望遠鏡的觀測能力和數(shù)據結合在一起的技術。此次巨橢圓星系M87的觀測利用了分布于全球不同地區(qū)的8個射電望遠鏡陣列組成。

那么問題來了，為什么2年前的拍攝今天才看到照片？

背后的數(shù)據真相

EHT一次普通的五天觀測期間，整個望遠鏡陣列產生的數(shù)據約7PB，將裝滿1000至2000個硬盤。在2017年4月份的觀測中，每個臺站的數(shù)據率達到驚人的32Gbit/s，8個臺站在5天觀測期間共記錄的數(shù)據量約3500TB，相當于350萬部電影，幾百年也看不完！

EHT把硬盤用飛機運到位于美國馬薩諸塞州的天文臺及位于德國波恩的天文研究所進行處理。超級計算機把所有數(shù)據集成。經過校準的資料被用來合成黑洞照片，面對海量數(shù)據，即便是超級計算機的浮點計算能達到每秒14億億次，也花了一年多的時間才完成"洗照片"的工作。今天人類獲得這張具有歷史意義的照片，是計算合成，但也是最接近真實的了。

基礎設施的新挑戰(zhàn)

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

大數(shù)據、云計算、5G、物聯(lián)網等技術的迅速發(fā)展，伴隨而來的是數(shù)據量的幾何式增長。據IDC預測，全球數(shù)據總量預計2020年達到44個ZB，我國數(shù)據量將達到8060個EB，占全球數(shù)據總量的18%。

數(shù)據中心作為新基礎設施，其計算能力、存儲能力，以及安全性、穩(wěn)定性、網絡架構正在面臨高性能計算的挑戰(zhàn)。

高性能計算必然催生更高的機柜功率密度，目前全國的大型數(shù)據中心單機柜功率從4.4KW到8KW不等，據悉微軟的Azure云數(shù)據中心單機柜功率可達15KW。密度上去了，機柜的供電能力就成為數(shù)據中心的關鍵。擁有充足電力保障的數(shù)據中心將成為追捧的資源。例如世紀互聯(lián)在北上廣核心城市即將投入運營的數(shù)據中心，擁有充足的電力供應和高品質設施配備，規(guī)模在5000~7000個機柜，可滿足高性能計算的應用需求。

單機柜功率的提升也帶來能耗的增加，無論是基于政策要求還是社會責任，控制并降低數(shù)據中心的能耗PUE是各個數(shù)據中心的重要議題。降PUE方法有很多，自然冷卻、液冷技術、冷熱通道封閉、冷水背板、模塊化等，但單一降低某個數(shù)值并不一定能達到PUE最低?？刂颇芎氖且惶灼胶獾睦砟詈腕w系，多系統(tǒng)聯(lián)動，補足短板才能提高能源利用率，降低能耗。目前，世紀互聯(lián)北京地區(qū)數(shù)據中心典型機房PUE可達到1.28，這樣的能耗對于第三方數(shù)據中心以及這樣緯度的城市已經是非常低了。

回到照片，第一張黑洞照片只是開端，未來還會有更多更清晰的黑洞照片、宇宙探測照片生成，面對海量的數(shù)據、大規(guī)模的計算，新基礎設施的發(fā)展將始終伴隨著科技進步不斷創(chuàng)新。

 

來源：精密空調 http://mygoldentreasures.com

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