全球多國(guó)科研人員合作的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目將于今日發(fā)布一項(xiàng)“開(kāi)創(chuàng)性成果”，輿論普遍認(rèn)為這將是人類有史以來(lái)獲得的第一張黑洞照片。
早在1915年，愛(ài)因斯坦發(fā)表廣義相對(duì)論，最先預(yù)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(shù)家想象圖。(圖片來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)) 中科院上海天文臺(tái)/供圖 攝
人類史上首張黑洞照片今日問(wèn)世
據(jù)“事件視界望遠(yuǎn)鏡”(EHT)項(xiàng)目官網(wǎng)發(fā)布的消息，美國(guó)東部時(shí)間10日9時(shí)(北京時(shí)間10日21時(shí))，在美國(guó)華盛頓、中國(guó)上海和臺(tái)北、智利圣地亞哥、比利時(shí)布魯塞爾、丹麥靈比和日本東京將同時(shí)召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，以英語(yǔ)、漢語(yǔ)、西班牙語(yǔ)、丹麥語(yǔ)和日語(yǔ)發(fā)布“事件視界望遠(yuǎn)鏡”的第一項(xiàng)重大成果。
輿論普遍認(rèn)為，這將是人類有史以來(lái)獲得的第一張黑洞照片。
據(jù)報(bào)道，10日，一些重要嘉賓將參加在美國(guó)華盛頓全國(guó)記者協(xié)會(huì)舉行的發(fā)布會(huì)，包括“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目主任、美國(guó)哈佛-史密森天體物理學(xué)中心資深天文學(xué)家謝潑德?杜勒曼、項(xiàng)目重要資助方美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)主席弗朗斯?科爾多瓦等。
美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)官網(wǎng)首頁(yè)有關(guān)發(fā)布會(huì)的介紹中寫(xiě)道：“關(guān)于黑洞的歷史性宣布。”
在上海，EHT項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院將共同發(fā)布這一重大成果。
黑洞是什么?
理論上，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)力范圍稱作黑洞的半徑或稱作事件視界。
黑洞(Black hole)這個(gè)名詞，是1968年由美國(guó)天文學(xué)家惠勒在一個(gè)報(bào)告里面提出的。
但有關(guān)黑洞的概念，早就有科學(xué)家通過(guò)數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)出來(lái)了。
比如，1796年法國(guó)科學(xué)家拉普拉斯就在著作里寫(xiě)了一段話：假如有一個(gè)恒星，密度跟地球一樣，而直徑比太陽(yáng)大250倍，那么它表面的逃逸速度將超過(guò)光的傳播速度。恒星本來(lái)應(yīng)該是發(fā)光的，但是從遠(yuǎn)方看這個(gè)恒星，它卻是絕對(duì)黑暗的，你不可能看到它。
關(guān)于黑洞，法國(guó)天文學(xué)家盧米涅也說(shuō)過(guò)一段話，他說(shuō)：“黑洞是恒星死亡后的一種殘骸，它是引力收縮的極點(diǎn)，極端到近乎荒唐(指它的一些性質(zhì)用現(xiàn)有的物理學(xué)知識(shí)無(wú)法解釋)。但它又是宇宙當(dāng)中最精美的天體。了解黑洞并深感困惑之后，會(huì)使我們進(jìn)入一個(gè)展示時(shí)間、空間、光和物質(zhì)深刻本質(zhì)的更加深邃的新視野。”
宇宙中，根據(jù)質(zhì)量天文學(xué)家們將宇宙中的黑洞分成三類：恒星級(jí)質(zhì)量黑洞(幾十倍至上百倍太陽(yáng)質(zhì)量)、超大質(zhì)量黑洞(幾百萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量以上)和中等質(zhì)量黑洞(介于兩者之間)。
致密天體根據(jù)質(zhì)量的分類。(圖片來(lái)源：NASA) NASA 攝
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(shí)存在的呢?
鑒于黑洞自身不發(fā)光，還會(huì)“吞噬”光，很難直接探測(cè)，科學(xué)家們只能采用一些間接方式來(lái)探測(cè)黑洞——比如觀察吸積盤(pán)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(shù)學(xué)知識(shí)和相關(guān)技術(shù)以及60年代的一臺(tái)IBM 7040穿孔卡片計(jì)算機(jī)對(duì)黑洞景象進(jìn)行的電腦模擬。
利用電腦模擬產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，盧米涅用鋼筆和印度墨水在底片上描繪黑洞，整個(gè)過(guò)程就像是一臺(tái)人體打印機(jī)。這幅模糊的圖像展示了觀察者靠得足夠近時(shí)看到的一個(gè)扁平盤(pán)內(nèi)物質(zhì)墜入黑洞的景象。
而在EHT項(xiàng)目啟動(dòng)前，天文學(xué)家們是通過(guò)各種間接的證據(jù)來(lái)表明黑洞的存在，主要有三類代表性證據(jù)：一是恒星、氣體的運(yùn)動(dòng)透露了黑洞的蹤跡。黑洞有強(qiáng)引力，對(duì)周圍的恒星、氣體會(huì)產(chǎn)生影響，科學(xué)家可以通過(guò)觀測(cè)這種影響來(lái)確認(rèn)黑洞的存在;二是根據(jù)黑洞吸積物質(zhì)(相當(dāng)于“吃東西”)發(fā)出的光來(lái)判斷黑洞的存在;三是通過(guò)看到黑洞成長(zhǎng)的過(guò)程“看”見(jiàn)黑洞。
此外，還有很多類似的證據(jù)，無(wú)不說(shuō)明黑洞真實(shí)存在。
資料圖：世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(簡(jiǎn)稱FAST)。中新社記者 賀俊怡 攝
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(xiàng)目啟動(dòng)。
EHT通過(guò)“甚長(zhǎng)基線干涉技術(shù)”(VLBI) 和全球多個(gè)射電天文臺(tái)的協(xié)作，構(gòu)建一個(gè)口徑等同于地球直徑的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡——事件視界望遠(yuǎn)鏡。
此前，該項(xiàng)目宣布，用這一虛擬望遠(yuǎn)鏡“拍照”的重點(diǎn)對(duì)象是兩個(gè)黑洞，一個(gè)是位于銀河系中心的“人馬座A*”，另一個(gè)位于代號(hào)為M87的超巨橢圓星系中心。
據(jù)媒體報(bào)道，EHT的“八只眼睛”位于美國(guó)、墨西哥、智利、法國(guó)、格陵蘭島和南極，這8個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡有單鏡、也有望遠(yuǎn)鏡陣列。它們向選定的目標(biāo)撒出一條大網(wǎng)，撈回海量數(shù)據(jù)，勾勒出黑洞的模樣。
此外，EHT項(xiàng)目是由全球200多位科研人員共同達(dá)成的重大國(guó)際合作計(jì)劃。值得一提的是，包括中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)在內(nèi)的一些國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)也參與了此次國(guó)際合作。
據(jù)介紹，黑洞照片的“沖洗”用了約兩年時(shí)間。
神秘面紗背后的黑洞，究竟長(zhǎng)什么樣子?萬(wàn)眾期待答案揭曉的一刻。(完)
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