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人类史上首张黑洞照片今将问世 全球多城同步发布

科普小知识2021-11-22 12:38:41
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“事件地平线望远镜”项目是由世界上许多国家的研究人员合作完成的,它将在今天发布一项“突破性的成就”,这被广泛认为是人类获得的第一张黑洞照片。早在1915年,爱因斯坦就发表了他的广义相对论,并且是第一个预测黑洞存在的人。100多年后的今天,人类有望第一次“见证”黑洞。

人类历史上第一张黑洞照片今天出版了。

根据“事件地平线望远镜”(EHT)项目官方网站发布的消息,“事件地平线望远镜”的第一个主要成果将于10日东部时间9: 00(北京时间21: 00)在华盛顿、中国、上海和台北、圣地亚哥、比利时、布鲁塞尔、丹麦和东京发布。

公众舆论普遍认为这将是人类拍摄的第一张黑洞照片。

据报道,10日,一些重要嘉宾将出席在美国华盛顿国家记者协会举行的新闻发布会,包括“事件地平线望远镜”项目主任、哈佛-史密森纳天体物理学中心高级天文学家谢泼德·多门特和该项目重要资助人、国家科学基金会主席弗朗西斯·科尔多瓦。

“关于黑洞的历史性公告”写在美国国家科学基金会官方网站首页的新闻发布会介绍中。

在上海,EHT项目和中国科学院将联合发布这一重大成果。

人类史上首张黑洞照片今将问世 全球多城同步发布

什么是黑洞?

理论上,黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的天体。它的超强引力使得光不可能逃脱它的影响范围,这就是所谓的黑洞半径或视界。

黑洞这个术语是由美国天文学家惠勒在1968年的一份报告中提出的。

然而,黑洞的概念早就被科学家通过数学公式推导出来了。

例如,1796年,法国科学家拉普拉斯在他的书中写道:如果有一颗恒星的密度与地球相同,直径是太阳的250倍,那么它表面的逃逸速度将超过光的传播速度。这颗星应该是明亮的,但是从远处看,它是绝对黑暗的,你看不见它。

关于黑洞,法国天文学家卢米恩也说过几句话:“黑洞是恒星死亡后的一种碎片。这是引力收缩的极端点,这几乎是荒谬的(这意味着它的一些性质不能用现有的物理知识来解释)。但它也是宇宙中最精致的天体。理解黑洞并深感困惑,将使我们进入一个更深的新视野,展示时间、空间、光和物质的深刻本质。”

在宇宙中,质量天文学家将宇宙中的黑洞分为三类:恒星质量黑洞(太阳质量的几十倍到几百倍)、超大质量黑洞(太阳质量的几百万倍)和中等质量黑洞(介于两者之间)。

黑洞真的存在吗?

人类根本看不见黑洞,所以我们怎么知道黑洞是真的?

由于黑洞本身不发光,它们“吞噬”光并且难以直接探测,科学家只能用一些间接的方法来探测黑洞——比如观察吸积盘和喷流。

1978年,Luminee给出了黑洞视界的第一张图像。然而,这不是一张真实的照片,而是他在20世纪60年代用数学知识和相关技术以及一台IBM 7040穿孔卡计算机对黑洞场景进行的计算机模拟。

利用计算机模拟产生的数据,Luminee用钢笔和印度墨水在底片上描绘黑洞,整个过程就像一台人体打印机。这张模糊的图像显示了当观察者足够近时,一个扁平的圆盘落入黑洞的场景。

在EHT项目启动之前,天文学家通过各种间接证据证明了黑洞的存在。有代表性的证据主要有三种:第一,恒星和气体的运动揭示了黑洞的痕迹。黑洞有很强的引力,会影响周围的恒星和气体。科学家可以通过观察这种效应来确认黑洞的存在。二是根据黑洞吸积物质发出的光来判断黑洞的存在(相当于“吃”);第三是通过黑洞的成长过程来“看”它。

此外,还有许多类似的证据,所有这些都表明黑洞确实存在。

这张照片花了大约两年时间“冲洗”

在琉米爱尔绘制出黑洞视界的第一幅图像40多年后,人类将首次见证黑洞的“真面目”。

2017年4月,EHT项目启动。

EHT通过VLBI和世界各地的几个无线电观测站的合作,建造了一个与地球直径相同口径的“虚拟”望远镜,即事件地平线望远镜。

早些时候,该项目宣布用这个虚拟望远镜“拍摄”的焦点是两个黑洞,一个是位于银河系中心的“人马座A*”,另一个位于超大质量椭圆星系代码M87的中心。

据媒体报道,EHT的“八眼”位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极。这八架射电望远镜既有单反射镜,也有望远镜阵列。他们向选定的目标撒下一张大网,检索大量数据,勾勒出黑洞的形状。

此外,EHT项目是全球200多名研究人员共同达成的一项重大国际合作计划。值得一提的是,包括中国科学院上海天文台在内的一些国内机构也参与了这一国际合作。

据报道,黑洞照片的“开发”花了大约两年时间。

神秘面纱后面的黑洞到底是什么样的?人们期待着答案宣布的时刻。