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【金陵晚報】首張黑洞照片來了

2019-04-11 15:21:12

圖片由事件視界望遠鏡合作組織提供

昨天北京時間21點整,全球六地同時召開新聞發布會(比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國上海和臺北、日本東京以及美國華盛頓),同步發布世界首張黑洞照片!這有可能是今年最重要的科學發現之一。

黑洞究竟是什么?

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。

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)。

黑洞是怎么形成的?

當一顆恒星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料,由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直到最后形成體積接近無限小、密度幾乎無限大的星體。而當它的半徑一旦收縮到一定程度,質量導致的時空扭曲就使得即使光也無法向外射出——“黑洞”就誕生了。

首張黑洞照片怎樣拍?

“如果地球是平的,那使用這一技術可以從波恩看清紐約街頭報紙上的字。”德國馬克斯·普朗克射電天文研究所所長安東·岑蘇斯說,集合全球射電望遠鏡給黑洞拍照,有助于探索宇宙形成之謎。岑蘇斯作為項目協作委員會主席及照片數據分析機構的負責人主持比利時布魯塞爾的新聞發布會。

岑蘇斯在德國波恩接受記者專訪時介紹,這個項目的主要任務是拍攝兩個黑洞。一個位于銀河系中心,名為“人馬座A×”,是距離我們最近的超大質量黑洞; 另一個就是位于銀河系鄰近星系M87中心的黑洞,它的質量要大得多。它們是按人類“現有的能力”確定的“理想觀測對象”。

即使最近的“人馬座A×”,距地球也有2.6萬光年,M87更是距離地球5500萬光年。給這么遠的對象拍照,需要舉全球之力。岑蘇斯說,這一名為“事件視界望遠鏡”的項目團隊由來自全球的數百名研究人員組成,集合了分布在全球各地的多個射電望遠鏡。岑蘇斯說,給黑洞拍照主要應用的是“甚長基線干涉測量技術”,通過陣列望遠鏡,既能敏感捕捉微弱信號,又能擁有高分辨率,從而進行詳盡觀測。據介紹,拍照工作大約兩年前正式啟動,位于歐洲、美洲、大洋洲和南極洲的8個天文臺參與。岑蘇斯說,“我們希望借此驗證廣義相對論的有關預測,并了解星系的形成和演化。終極目標是從天文領域認識自然,了解宇宙的形成。”

岑蘇斯肯定了中國同行的貢獻。“中國科學院上海天文臺直接參與了位于美國夏威夷的東亞JCMT望遠鏡對黑洞的觀測,中國其他科研機構的多名研究人員也以不同形式參與了后期數據的分析和解讀,”他說,“我們也希望,未來中國能有更多新的毫米波望遠鏡參與進來。”

為什么要研究黑洞?

你認為黑洞是黑的嗎?或許你認為是這樣,但霍金認為黑洞并不黑。

霍金借助量子力學,證明了黑洞有一定的溫度,這跟它們表面的引力相關。事實上,專門有一個名為“黑洞熱力學”的研究領域,致力于研究黑洞的幾何特征與我們熟悉的熱學特征(比如溫度、能量和熵)之間的精確對應關系。

研究黑洞,不僅是因為我們對黑洞是否是黑的不得而知,我們還有一系列的問題:有朝一日,黑洞能否為我們所用?黑洞的內部到底是什么?掉入黑洞究竟會怎樣?有沒有可能我們已經身處黑洞之中卻渾然不覺? 綜合新華社、中國科技網

編輯:李興春

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