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今晚9:00 人類史上首張黑洞照片公布
日期:2019-04-10 20:17:51  來源:華商網(華商報)    字號: T | T

  一百多年前,愛因斯坦提出相對論,“預言”有這樣一個神秘天體:它的質量極大,引力也極大,甚至可以讓宇宙中速度最快的光也無法逃逸,這也使得它無法被人類直接觀測,人們用“黑洞”給它命名,象征了黑暗和神秘。
 
  2015年人類首次探測到引力波,為黑洞的存在提供了第一個具體證據,科學家形容,那是人類第一次“聽”到了黑洞。
 
  而這一次,就在今晚,人類將更進一步,直接“看”見黑洞——北京時間10日21點整,全球首張黑洞照片將在全球七地同時公布。
 
  據新華社電 全球多國科研人員合作的“事件視界望遠鏡”項目將于10日發布一項“開創性成果”,而專家認為,這將是人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。
 
  據“事件視界望遠鏡”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。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。”
 
  黑洞是一種質量極大的天體,具有非常強的引力,在它周圍的一定區域內,連光也無法逃逸出去,這個邊界稱為“事件視界”。“事件視界望遠鏡”項目由全球多個國家和地區的200多位科研人員組成,他們利用分布在世界各地的射電望遠鏡,組成一臺巨大的虛擬望遠鏡,其口徑相當于地球直徑,2017年4月“事件視界望遠鏡”啟動拍照。該項目此前宣布,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,其質量分別達到了400萬和60億個太陽質量。具體公布哪個黑洞照片還不清楚。
 
  據悉,黑洞照片“沖洗”用了約兩年時間,包括中國科學院上海天文臺在內的一些國內機構參與了此次國際合作。
 
  >>焦點名詞
 
  黑洞
 
  當我們能看到一個物體的時候,必須要通過一定的媒介,通常,這個媒介就是光。宇宙有一種奇特的天體叫黑洞,它會把它周圍的任何物體都吸進去,甚至連光都無法逃脫。無論射向黑洞的光多么強,都會被它全部吞噬,不會有一點反射,因此,我們無法看見它。
 
  當一顆質量大于20個太陽的恒星衰老時,它的熱核反應耗盡了中心的燃料,恒星內部能量不足,再也沒有足夠的力量承擔起外殼巨大的重量,在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,物質不可阻擋的向中心點進軍,最后形成體積接近無限小、密度幾乎無限大的質點,這就是奇點,黑洞所有的質量都集中于此,因為大量的物質集中于空間一點,所以會在奇點周圍產生一個強大的引力界面——視界。一旦進入這個界面,即使光也無法逃脫,黑洞就這樣誕生了。
 
  既然黑洞是看不見的,天文學家們是怎樣觀測到的呢?分析人士表示,通過觀測黑洞對周圍天體的顯著作用和影響,可以間接觀測或推測到它的存在,黑洞周圍會產生明亮的吸積現象,以及非常壯觀的、被稱為“宇宙火柱”的噴流現象,瑰麗奇美的宇宙大片曝光了黑洞的存在。
 
  >>專家解讀
 
  天體物理學家張同杰:
 
  所謂“拍照”就是觀測
 
  可以幫助人們更深入理解宇宙
 
  人類史上首張黑洞照片即將面世。有網友發出疑問,黑洞照片是如何拍出來的?給黑洞拍照片又有什么意義……針對這些問題,華商報記者采訪了北京師范大學天文系教授、博士生導師、天體物理學家張同杰。
 
  黑洞不是會把光吞進去嗎?
 
  又哪來的照片?
 
  所謂“拍照”就是觀測
 
  華商報:黑洞不是會把光吞進去嗎?那么又哪來的照片?
 
  張同杰:黑洞本身質量極大,光從里面也發不出來,所以實際上是沒法“拍”的。但黑洞會吸引周圍的物質,會對周圍的物質產生作用。黑洞周圍有大量高速運動的自由電子,這些電子會產生同步輻射,通過觀測這些同步輻射就可以給黑洞“拍攝照片”。
 
  幾個望遠鏡望聯合起來觀測可以增加分辨率,把黑洞周圍高速運動的自由電子之間的相互作用觀測得更清晰。通過觀測這些同步輻射,來描繪出黑洞的輪廓,就是所謂的“給黑洞拍照”。所以,所謂的“拍照”,實際上就是觀測;所謂的“洗照片”,就是對大量的觀測數據進行處理。“拍照”和“洗照片”就是打比方而已。
 
  為什么要用全世界多個望遠鏡組成的陣列拍照?
 
  像是從地球上看月球上的橙子,任何單個望遠鏡都做不到
 
  華商報:新聞中提到的“事件視界望遠鏡”項目是怎么回事?
 
  張同杰:這次給黑洞“拍照”的“事件視界望遠鏡”項目并不是一個望遠鏡,而是由位于美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極的多個望遠鏡組成的觀測陣列。用這個觀測陣列組合成一個虛擬望遠鏡,對黑洞進行觀測。要看到2.6萬光年外的銀河中心黑洞,就像在地球上去看月球上的橙子。依靠目前任何單個望遠鏡都做不到。于是,北至西班牙,南至南極,全球多地的多個射電望遠鏡組成了一個巨大的望遠鏡EHT,向目標撒出一張“大網”。幾個望遠鏡聯合觀測,通過甚長基線干涉可以提高分辨率,而這些望遠鏡組合起來的虛擬觀測口徑大小相當于地球的直徑。
 
  華商報:給黑洞“拍照”為何會這么難,需要多個國家聯合起來做?
 
  張同杰:主要是單個望遠鏡觀測黑洞分辨率太低,另外大量的觀測數據處理需要很多時間,而多個國家聯合起來做可以提高效率。
 
  給黑洞“拍照片”有何意義?
 
  可以驗證廣義相對論及黑洞物理性質
 
  華商報:給黑洞“拍照片”有何意義?
 
  張同杰:可以驗證一些物理規律,比如可以進一步驗證愛因斯坦的廣義相對論等。只有通過觀測才能進行研究,比如研究黑洞的物理性質,研究它的噴流性質,研究黑洞的視界大小,對它的質量進行精確測量等。如果這次給黑洞“拍照”成功了,還可以對別的更多的河外星系的黑洞進行“拍照”,這樣一來可以研究的對象就更多了,可以幫助人們更加深入地理解宇宙。
 
  今天發布的照片會是什么樣?
 
  估計和紀錄片中的模擬黑洞照片差別不會太大
 
  華商報:您估計將要發布的黑洞照片,會和記錄片中的模擬黑洞照片差別大嗎?
 
  張同杰:模擬的黑洞形象,是根據黑洞會吸引周圍物質的特點,這些物質向中心落的時候會形成一個“盤”,可以把這個“盤”模擬出來。但真實的這個“盤”發出的輻射不是射電波段的,所以用來觀測的射電望遠鏡是看不到這個“盤”的。估計將要發布的黑洞照片和模擬黑洞照片差別不會太大,除了看不到模擬照片那個明顯的“盤”之外,其他的應該會和模擬黑洞照片差不多。 華商報記者 馬虎振
(責任編輯:和諧陜西網)
    
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