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人類史上首張黑洞照片今將問世 全球多城同步發布
來源:中國新聞網  發布時間:2019-04-11  

  全球多國科研人員合作的“事件視界望遠鏡”項目將于今日發布一項“開創性成果”,輿論普遍認為這將是人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。

  早在1915年,愛因斯坦發表廣義相對論,最先預言了黑洞的存在。100多年后的今天,人類有望第一次“親眼目睹”黑洞真容。

  黑洞的藝術家想象圖。(圖片來源:中國科學院上海天文臺) 

  人類史上首張黑洞照片今日問世

  據“事件視界望遠鏡”(EHT)項目官網發布的消息,美國東部時間10日9時(北京時間10日21時),在美國華盛頓、中國上海和臺北、智利圣地亞哥、比利時布魯塞爾、丹麥靈比和日本東京將同時召開新聞發布會,以英語、漢語、西班牙語、丹麥語和日語發布“事件視界望遠鏡”的第一項重大成果。

  輿論普遍認為,這將是人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。

  據報道,10日,一些重要嘉賓將參加在美國華盛頓全國記者協會舉行的發布會,包括“事件視界望遠鏡”項目主任、美國哈佛-史密森天體物理學中心資深天文學家謝潑德•杜勒曼、項目重要資助方美國國家科學基金會主席弗朗斯•科爾多瓦等。

  美國國家科學基金會官網首頁有關發布會的介紹中寫道:“關于黑洞的歷史性宣布。”

  在上海,EHT項目和中國科學院將共同發布這一重大成果。

  資料圖:天文學家抓拍到黑洞吞噬恒星的過程,這被認為是目前宇宙最神秘、最震撼的情景。

  黑洞是什么?

  黑洞是什么?

  理論上,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。

  黑洞(Black hole)這個名詞,是1968年由美國天文學家惠勒在一個報告里面提出的。

  但有關黑洞的概念,早就有科學家通過數學公式推導出來了。

  比如,1796年法國科學家拉普拉斯就在著作里寫了一段話:假如有一個恒星,密度跟地球一樣,而直徑比太陽大250倍,那么它表面的逃逸速度將超過光的傳播速度。恒星本來應該是發光的,但是從遠方看這個恒星,它卻是絕對黑暗的,你不可能看到它。

  關于黑洞,法國天文學家盧米涅也說過一段話,他說:“黑洞是恒星死亡后的一種殘骸,它是引力收縮的極點,極端到近乎荒唐(指它的一些性質用現有的物理學知識無法解釋)。但它又是宇宙當中最精美的天體。了解黑洞并深感困惑之后,會使我們進入一個展示時間、空間、光和物質深刻本質的更加深邃的新視野。”

  宇宙中,根據質量天文學家們將宇宙中的黑洞分成三類:恒星級質量黑洞(幾十倍至上百倍太陽質量)、超大質量黑洞(幾百萬倍太陽質量以上)和中等質量黑洞(介于兩者之間)。

  致密天體根據質量的分類。(圖片來源:NASA) 

  黑洞真的存在嗎?

  人類根本看不到黑洞,那又是怎么知道黑洞是真實存在的呢?

  鑒于黑洞自身不發光,還會“吞噬”光,很難直接探測,科學家們只能采用一些間接方式來探測黑洞——比如觀察吸積盤和噴流。

  1978年,盧米涅給出了黑洞事件視界的第一幅圖像。但這不是一張真正的照片,而是他利用自己的數學知識和相關技術以及60年代的一臺IBM 7040穿孔卡片計算機對黑洞景象進行的電腦模擬。

  利用電腦模擬產生的數據,盧米涅用鋼筆和印度墨水在底片上描繪黑洞,整個過程就像是一臺人體打印機。這幅模糊的圖像展示了觀察者靠得足夠近時看到的一個扁平盤內物質墜入黑洞的景象。

  而在EHT項目啟動前,天文學家們是通過各種間接的證據來表明黑洞的存在,主要有三類代表性證據:一是恒星、氣體的運動透露了黑洞的蹤跡。黑洞有強引力,對周圍的恒星、氣體會產生影響,科學家可以通過觀測這種影響來確認黑洞的存在;二是根據黑洞吸積物質(相當于“吃東西”)發出的光來判斷黑洞的存在;三是通過看到黑洞成長的過程“看”見黑洞。

  此外,還有很多類似的證據,無不說明黑洞真實存在。

  資料圖:世界最大單口徑射電望遠鏡——500米口徑球面射電望遠鏡(簡稱FAST)。

  照片“沖洗”用了約兩年

  盧米涅繪出黑洞事件視界的第一幅圖像40余年后,人類將首次目睹黑洞的“真容”。

  2017年4月,EHT項目啟動。

  EHT通過“甚長基線干涉技術”(VLBI) 和全球多個射電天文臺的協作,構建一個口徑等同于地球直徑的“虛擬”望遠鏡——事件視界望遠鏡。

  此前,該項目宣布,用這一虛擬望遠鏡“拍照”的重點對象是兩個黑洞,一個是位于銀河系中心的“人馬座A*”,另一個位于代號為M87的超巨橢圓星系中心。

  據媒體報道,EHT的“八只眼睛”位于美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極,這8個射電望遠鏡有單鏡、也有望遠鏡陣列。它們向選定的目標撒出一條大網,撈回海量數據,勾勒出黑洞的模樣。

  此外,EHT項目是由全球200多位科研人員共同達成的重大國際合作計劃。值得一提的是,包括中國科學院上海天文臺在內的一些國內機構也參與了此次國際合作。

  據介紹,黑洞照片的“沖洗”用了約兩年時間。

  神秘面紗背后的黑洞,究竟長什么樣子?萬眾期待答案揭曉的一刻。

來源:中國新聞網  

責任編輯:王福恒
 

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