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双创科普||第一张黑洞照片—黑洞那些事儿
发布时间:2019-04-16 15:26 690人浏览




4月10日21点,经过漫长的等待,在全球200多位科学家的努力之下,人类首张黑洞照片发布;长久以来在电脑上模拟得到的黑洞形象,第一次真实地呈现在人类眼前。在这张来自视界面望远镜的照片里,M87中心黑洞如同《指环王》中索伦的魔眼,温暖而神秘的红色光环中间,是一片深黑的无底之洞。

黑洞(Black hole)是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。

其实在百余年前,爱因斯坦的广义相对论就率先对黑洞作出预言,从此成为许多科幻电影的灵感源泉。科学家陆续通过一些间接证据证实了黑洞的存在,但人类始终没有真正“看到”过黑洞。而本次在视界面望远镜的工作过程和后来的数据分析过程中,科学家们发现,所观测到的黑洞阴影和相对论所预言的几乎完全一致,令人不禁再次感叹爱因斯坦的伟大。

科学家之前探测黑洞,是通过探测黑洞周围的吸积盘或者黑洞喷流产生的辐射,来间接地探测黑洞的存在。

从理论上来讲,任何能够产生辐射的黑洞都是适合拍照的,但受技术限制,我们只能选择拍摄到那些看起来非常大的黑洞,这样才有可能看到黑洞周围的一些细节。虽然现在的亚毫米望远镜基线已经达到了1万公里,但空间分辨率刚达到黑洞视界面的尺寸,所以在科学家们观测的有限区域内,就相当于只有有限的几个像素。在真实的情况下,我们在照片中只能看到吸积盘上的几个亮斑而已。

给黑洞拍张照片不容易,“洗照片”更是耗时漫长。视界面望远镜2017年开始给黑洞拍照片,2019年才发布成果,这张简单而“模糊”的照片整整“冲洗”了两年之久。一是由于望远镜观测到的数据量非常庞大,这些数据处理起来自然就非常吃力了;其次黑洞太“调皮”,附近的气体处于一种极端环境当中,其运动有着非常多的不确定性;同时,科学家非常严谨,在最终数据处理的时候,要在两个不同的地方分别处理、分别验证。这样算下来,就花费了不少时间。


回顾"黑洞"的历史,1968年美国天体物理学家约翰·惠勒提出了“黑洞”的概念,而100多年前德国物理学家卡尔·史瓦西就为黑洞做出了精确解,今天我们收获了第一张黑洞的照片,人类对黑洞和宇宙的认识又迈出了关键一步。相信随着科技的进步,人类对黑洞的认识会越来越全面