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天文學家揭秘首張黑洞照片“誕生始末”

2019年04月10日 22:21 來源:中國新聞網 參與互動 

  中新網南京4月10日電 (楊顏慈)北京時間10日晚21時,全球同步發布人類歷史上首張黑洞照片。當天,中國科學院紫金山天文臺專家劉四明教授在接受采訪時解讀了人類史上首張黑洞照片的“來龍去脈”,講述電影《星際穿越》中時空旅行的“現實故事”。

全世界200多位科學家合作完成的一項重大天文學成果——人類首張黑洞照片,北京時間4月10日晚在全球多地同步發布。事件視界望遠鏡(EHT)宣布,已成功獲得超大黑洞的第一個直接視覺證據,該黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質量星系M87中心的黑洞,它距離地球5500萬光年,質量為太陽的65億倍。事件視界望遠鏡合作組織供圖
全世界200多位科學家合作完成的一項重大天文學成果——人類首張黑洞照片,北京時間4月10日晚在全球多地同步發布。事件視界望遠鏡合作組織供圖

  當天,全球多國科研人員合作的“事件視界望遠鏡”(Event Horizon Telescope,簡稱EHT)項目發布一項“開創性成果”,科學界普遍認為這是人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。

  黑洞“露面”的一刻備受世界關注。這一“高光時刻”的背后不僅是200多名天文學家的“并肩作戰”,更是自愛因斯坦提出預言以來,幾代天文人的薪火接力。

  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,人類第一次“親眼目睹”黑洞真容。

  劉四明稱,簡單的來說,黑洞是廣義相對論預言存在的一種天體。黑洞的幾乎所有質量都集中在最中心的“奇點”處,“奇點”在其周圍形成一個強大的引力場,在一定范圍之內,連光線都無法逃脫。黑洞的引力很大,它具有的超強引力使得光也無法擺脫其勢力范圍,這個勢力范圍稱作黑洞的半徑或稱作“事件視界”。

  劉四明表示,由于黑洞完全不發射和反射任何電磁波,儀器和肉眼都無法直接觀測到。我們從未見過真正的黑洞,此前人們只能依靠計算試驗得出圖片模型。正是因為它的特殊和神秘,黑洞幾乎成為了天體物理學中最引人注目的課題。

  漫長的科學研究終于在兩年前獲得突破性進展。2017年12月7日,美國卡耐基科學研究所科學家發現了一個遙遠的超大質量黑洞。

  隨后,“事件視界望遠鏡”項目啟動。據劉四明介紹,由世界多個國家和地區的200多名科研人員組成的團隊,利用分布在世界各地的射電望遠鏡組成了一臺巨大的虛擬望遠鏡,其口徑相當于地球直徑。參與本次項目的,也包括中國科學院上海天文臺在內的一些國內機構。

  在此項目宣布前,用這一虛擬望遠鏡“拍攝”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。

  此次即將露面的黑洞學名是銀河系中心超大質量黑洞人馬座A*,其質量是太陽質量的400萬倍,它的大小與水星軌道的大小相似,距離地球約26000光年。僅僅這張照片的“沖印”,就花了近兩年時間。

  “耗時漫長,一是因為全球八個不同地方望遠鏡提供的海量數據,分別位于美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極;另外一個方面是在數據處理的過程中,面臨很多技術難點,所需處理的時間比較長。其中還有些缺失或模糊的部分,需要科學家們‘拼圖’完成。”劉四明說。

  科研人員表示,通過拍攝可以確認理論上“預測已久”黑洞在現實中是確實存在的。黑洞存在的直接證據,有可能為人類打開“時光旅行”的通道入口,但仍留下很多謎團亟待“解鎖”,比如黑洞釋放出的“噴流”的成因。

  亦如物理學家斯蒂芬·霍金曾說,在黑洞的最中心,是平行宇宙的另外一個入口。通過黑洞,可以快速到達一個在地球上看起來非常遙遠的地方,或者另外一個平行宇宙。(完)

【編輯:葉攀】

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