史上首张黑洞照片今晚亮相 为什么“冲洗”需要花两年?

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  • 来源:临平信息港

  由全球200多名科学家组成的研究团队,在过去两年的时间里通过各地天文望远镜组成的望远镜网络,收集并整合了黑洞图像的数据。该团队将于北京时间4月10日晚上九点整,在全球多个城市同步直播全球新闻发布会,公开人类天文史上的首张黑洞照片。其中就包括中国上海,届时中国科学院将与该研究项目共同发表这一激动人心的重大成果。

  该项目成立于2017年,名为“事件视界望远镜项目”(EventHorizonTelescope,简称EHT)。旨在通过联合全球多地的8组天文望远镜,构建一个口径等同于地球直径的“虚拟”望远镜,从而收集海量数据,并勾勒出黑洞的模样。EHT的“八个镜头”位于美国、墨西哥、智利、南极等地,而“冲洗”这张照片就花费了两年的时间。

  项目的“照相镜头”对准了两个黑洞:位于银河系中心黑洞人马座A*,以及位于星系M87中的黑洞。其中较小的人马座A*质量就相当于400万个太阳。然而由于它距离太远(2.5万光年),它巨大的视界面在我们看来大概只有针尖那么小。观测难度就像我们站在地球上去观看一只放在月球表面的橙子。而M87黑洞的质量更大,达到了60亿个太阳的质量,不过它距离地球就更远了。

  连光都逃不出黑洞,那我们要如何观测黑洞呢?其实该项目观测的比起黑洞本身,确切说是黑洞的轮廓与边缘。科学家解释称,黑洞一旦形成,就会有一个被称为“事件视界”的介面,就像一堵无形的墙把内部扭曲的时空与外界时空相隔开,即使光也不能穿透。而这个介面,就为黑洞拍摄“肖像”提供了依据。

  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。发布会举办的城市中就包括了中国上海,届时中国科学院将与EHT项目共同揭开黑洞的神秘面纱。

  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(eventhorizon)。

  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-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)。

  在这次拍照前,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。

  第一,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,于是我们可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在。

  第二,根据黑洞吸积物质(吃东西)发出的光来判断黑洞的存在。

  第三,通过看到黑洞成长的过程“看”见黑洞。

  还有很多类似的证据,无不说明了黑洞真实存在。但今晚的这次发布,将是历史上首次与黑洞的直接接触。

  

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