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史上首张黑洞照片今将问世 “冲洗”耗时约两年

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中新网客户端北京4月10日电全球多国科研人员合作的“事件视界望远镜”项目将于今日发布一项“开创性成果”,舆论普遍认为这将是人类有史以来获得的第一张黑洞照片。

早在1915年,爱因斯坦发表广义相对论,最先预言了黑洞的存在。100多年后的今天,人类有望第一次“亲眼目睹”黑洞真容。

黑洞的艺术家想象图。(图片来源:中国科学院上海天文台)中科院上海天文台/供图摄

人类史上首张黑洞照片今日问世

据“事件视界望远镜”(EHT)项目官网发布的消息,美国东部时间10日9时(北京时间10日21时),在美国华盛顿、中国上海和台北、智利圣地亚哥、比利时布鲁塞尔、丹麦灵比和日本东京将同时召开新闻发布会,以英语、汉语、西班牙语、丹麦语和日语发布“事件视界望远镜”的第一项重大成果。

舆论普遍认为,这将是人类有史以来获得的第一张黑洞照片。

据报道,10日,一些重要嘉宾将参加在美国华盛顿全国记者协会举行的发布会,包括“事件视界望远镜”项目主任、美国哈佛-史密森天体物理学中心资深天文学家谢泼德?杜勒曼、项目重要资助方美国国家科学基金会主席弗朗斯·科尔多瓦等。

美国国家科学基金会官网首页有关发布会的介绍中写道:“关于黑洞的历史性宣布。”

在上海,EHT项目和中国科学院将共同发布这一重大成果。

黑洞是什么?

理论上,黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体。它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围,该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界。

黑洞(Black hole)这个名词,是1968年由美国天文学家惠勒在一个报告里面提出的。

但有关黑洞的概念,早就有科学家通过数学公式推导出来了。

比如,1796年法国科学家拉普拉斯就在著作里写了一段话:假如有一个恒星,密度跟地球一样,而直径比太阳大250倍,那么它表面的逃逸速度将超过光的传播速度。恒星本来应该是发光的,但是从远方看这个恒星,它却是绝对黑暗的,你不可能看到它。

关于黑洞,法国天文学家卢米涅也说过一段话,他说:“黑洞是恒星死亡后的一种残骸,它是引力收缩的极点,极端到近乎荒唐(指它的一些性质用现有的物理学知识无法解释)。但它又是宇宙当中最精美的天体。了解黑洞并深感困惑之后,会使我们进入一个展示时间、空间、光和物质深刻本质的更加深邃的新视野。”

宇宙中,根据质量天文学家们将宇宙中的黑洞分成三类:恒星级质量黑洞(几十倍至上百倍太阳质量)、超大质量黑洞(几百万倍太阳质量以上)和中等质量黑洞(介于两者之间)。

致密天体根据质量的分类。(图片来源:NASA) NASA摄

黑洞真的存在吗?

人类根本看不到黑洞,那又是怎么知道黑洞是真实存在的呢?

鉴于黑洞自身不发光,还会“吞噬”光,很难直接探测,科学家们只能采用一些间接方式来探测黑洞——比如观察吸积盘和喷流。

1978年,卢米涅给出了黑洞事件视界的第一幅图像。但这不是一张真正的照片,而是他利用自己的数学知识和相关技术以及60年代的一台IBM 7040穿孔卡片计算机对黑洞景象进行的电脑模拟。

利用电脑模拟产生的数据,卢米涅用钢笔和印度墨水在底片上描绘黑洞,整个过程就像是一台人体打印机。这幅模糊的图像展示了观察者靠得足够近时看到的一个扁平盘内物质坠入黑洞的景象。

而在EHT项目启动前,天文学家们是通过各种间接的证据来表明黑洞的存在,主要有三类代表性证据:一是恒星、气体的运动透露了黑洞的踪迹。黑洞有强引力,对周围的恒星、气体会产生影响,科学家可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在;二是根据黑洞吸积物质(相当于“吃东西”)发出的光来判断黑洞的存在;三是通过看到黑洞成长的过程“看”见黑洞。

此外,还有很多类似的证据,无不说明黑洞真实存在。

资料图:世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(简称FAST)。中新社记者贺俊怡摄

照片“冲洗”用了约两年

卢米涅绘出黑洞事件视界的第一幅图像40余年后,人类将首次目睹黑洞的“真容”。

2017年4月,EHT项目启动。

EHT通过“甚长基线干涉技术”(VLBI)和全球多个射电天文台的协作,构建一个口径等同于地球直径的“虚拟”望远镜——事件视界望远镜。

此前,该项目宣布,用这一虚拟望远镜“拍照”的重点对象是两个黑洞,一个是位于银河系中心的“人马座A*”,另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。

据媒体报道,EHT的“八只眼睛”位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极,这8个射电望远镜有单镜、也有望远镜阵列。它们向选定的目标撒出一条大网,捞回海量数据,勾勒出黑洞的模样。

此外,EHT项目是由全球200多位科研人员共同达成的重大国际合作计划。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此次国际合作。

据介绍,黑洞照片的“冲洗”用了约两年时间。

神秘面纱背后的黑洞,究竟长什么样子?万众期待答案揭晓的一刻。

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