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人类第一张黑洞照片公布拍摄2年冲洗2年黑洞照片宇宙快科技原驱动之家,EditSprings,艾德思

论文翻译 | 2019/04/17 09:54:20  | 181 次浏览

 本文专家:叶欣辰,科学节目编辑;旭岽,科学节目主持人,中国天文学会会员;施韡,上海天文馆建设指挥部展教主管,上海市天文学会副秘书长;

本文审稿:左文文,北京大学天文学博士,中科院上海天文台副研究员

刚刚,随着黑洞新闻发布会的结束,这位神秘的大BOSS终于露出真容!

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全球30多个研究公司的科学家参与,利用全球不同地区的8个射电望远镜,历时2年拍摄,又历时2年"冲洗'.

作为人类首张黑洞照片,看起来似乎比电影中的黑洞更梦幻.跟您想象中的一样吗?

黑洞 图片来源:电影<星际穿越>

无论在您想象中是什么样子的,这绝对都是人类的高光时刻——

在您奔走相告前,我们备好了从入门级到初级/从中级到高级的谈资,下面请对号入座,看看您在哪个级别.

入门级:黑洞是怎么形成的?

黑洞是大质量恒星死亡后的一种形态,恒星还会死亡?

是的!当恒星内部的燃料消耗完了,它就死了.

这个时候,如果这个恒星足够重的话,黑洞就要产生了.

黑洞是从广义相对论推演出来的,没错最开始就是人类猜想出来的……

然而后来发现,一切好像都和我们猜想的是一致的.

虽然名字都叫黑洞,但长得可不一样.就像人有高矮胖瘦之分,黑洞家族也可分为三类:

a/个头和质量最小的—— 恒星级黑洞 (质量是太阳的几十倍`上百倍);

b/身材中等的—— 中等质量黑洞 (质量大约是太阳的几千倍`几万倍);

c/黑洞中的巨无霸—— 超大质量黑洞 (质量在太阳的几百万倍以上).

恒星级黑洞太小了,以现有的技术,直接拍到它们的真容几乎不可能.

所以今天亮相的主角,是超大质量黑洞.

初级:这次被拍到的黑洞是谁?

超大质量黑洞可以算是大BOSS,这种级别的黑洞,甚至有上百亿个太阳质量之巨!

这一次联合观测的两大候选黑洞,就是位于银河系中心的Sgr A *黑洞和银河系外的M87黑洞.

可以看到,Sgr A *离我们近,但质量小,M87虽然离得远,但质量够大,在地球上看两者大小比较接近,因此就成了拍照的首选.

M87的黑洞质量大约是太阳的64亿倍,也是宇宙中最大的黑洞之一,而科幻电影<星际穿越>中的卡冈图雅黑洞也不过是太阳质量的1亿倍.

卡冈图雅黑洞 图片来源:电影<星际穿越>

中级:黑洞是怎么被拍到的?

为什么一个世纪以来,人类都没能拍到黑洞?

那是因为黑洞视界范围,也就是能被看到的界线非常非常小.而且黑洞自身不发光,难以直接探测.

科学家们便只能"曲线救国',采用一些间接方法来探测黑洞,比如,观察吸积盘和喷流.

吸积盘,就是围绕黑洞旋转的气体盘,由恒星的气体组成.还有一部分气体在掉入黑洞视界面之前会形成喷流.

物质被吸入黑洞时会产生大量光和热,因此很容易被科学家探测到.

这次的"黑洞捕手'是事件视界望远镜EHT(Event Horizon Telescope).

图片来源:网络

这个计划始于2015年,位于南极/智利/墨西哥/美国亚利桑那州/夏威夷和西班牙的8台射电望远镜,模拟出了一台地球大小的超级望远镜,并在2017年4月EHT就已经完成了拍摄.

高级:为什么照片要"洗'2年?

简单来说,就是需要修图——

因为与其说是拍照片,倒不如说是 测了一大堆的数据,必须要做可视化处理.这个数据非常非常非常地大……

而且,地球上没有人知道这图到底对不对啊,所以科学家还得使用不同的解题思路,验证结果对不对.

这几年,多国的科研团队就是分头再做这些处理和验证的事情.

图片来源:网络

有人疑问耗费这么多时间精力去拍一张照片到底有什么用.

黑洞来自于相对论,相对论作为基础物理学理论是否准确,事实上影响着地球上一切,包括通信/能源,等等.

而且从科学上说,并没有"有用'/"无用'之分,一切未知都值得去探索.

作为广义相对论最重要的预言之一,黑洞一直是最神秘,甚至最令人神往的存在.有生之年,能有机会一睹黑洞的尊容,真的是荣幸之至!

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