人类第一张黑洞照片公布!拍摄2年 冲洗2年

2019-04-10 22:25:20 来源:PC讯 编辑:哥在村口等你
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本文专家:叶欣辰 ,科学节目编辑 ;旭岽 ,科学节目主持人 ,中国天文学会会员 ;施韡 ,上海天文馆建设指挥部展教主管 ,上海市天文学会副秘书长 ;

本文审稿:左文文 ,北京大学天文学博士 ,中科院上海天文台副研究员

刚刚 ,随着黑洞新闻发布会的结束 ,这位神秘的大BOSS终于露出真容!

全球30多个研究机构的科学家参与 ,利用全球不同地区的8个射电望远镜 ,历时2年拍摄 ,又历时2年“冲洗” 。

各大媒体对于这一天文盛事非常关注 ,话不多说先上图!

史上第一张黑洞照片公布!拍摄2年 冲洗2年

作为人类首张黑洞照片 ,看起来似乎比电影中的黑洞更梦幻 。跟你想象中的一样吗 ?

史上第一张黑洞照片公布!拍摄2年 冲洗2年
黑洞 图片来源:电影《星际穿越》

无论在你想象中是什么样子的 ,这绝对都是人类的高光时刻——

在你奔走相告前 ,我们备好了从入门级到初级、从中级到高级的谈资 ,下面请对号入座 ,看看你在哪个级别 。

入门级:黑洞是怎么形成的 ?

黑洞是大质量恒星死亡后的一种形态 ,恒星还会死亡 ?

是的!当恒星内部的燃料消耗完了 ,它就死了 。

这个时候 ,如果这个恒星足够重的话 ,黑洞就要产生了 。

黑洞是从广义相对论推演出来的 ,没错最开始就是人类猜想出来的……

然而后来发现 ,一切好像都和我们猜想的是一致的 。

虽然名字都叫黑洞 ,但长得可不一样 。就像人有高矮胖瘦之分 ,黑洞家族也可分为三类:

a/个头和质量最小的——恒星级黑洞(质量是太阳的几十倍~上百倍) ;

b/身材中等的——中等质量黑洞(质量大约是太阳的几千倍~几万倍) ;

c/黑洞中的巨无霸——超大质量黑洞(质量在太阳的几百万倍以上) 。

恒星级黑洞太小了 ,以现有的技术 ,直接拍到它们的真容几乎不可能 。

所以今天亮相的主角 ,是超大质量黑洞 。

初级:这次被拍到的黑洞是谁 ?

超大质量黑洞可以算是大BOSS ,这种级别的黑洞 ,甚至有上百亿个太阳质量之巨!

这一次联合观测的两大候选黑洞 ,就是位于银河系中心的Sgr A *黑洞和银河系外的M87黑洞 。

可以看到 ,Sgr A *离我们近 ,但质量小 ,M87虽然离得远 ,但质量够大 ,在地球上看两者大小比较接近 ,因此就成了拍照的首选 。

M87的黑洞质量大约是太阳的64亿倍 ,也是宇宙中最大的黑洞之一 ,而科幻电影《星际穿越》中的卡冈图雅黑洞也不过是太阳质量的1亿倍 。

史上第一张黑洞照片公布!拍摄2年 冲洗2年
卡冈图雅黑洞 图片来源:电影《星际穿越》

中级:黑洞是怎么被拍到的 ?

为什么一个世纪以来 ,人类都没能拍到黑洞 ?

那是因为黑洞视界范围 ,也就是能被看到的界线非常非常小 。而且黑洞自身不发光 ,难以直接探测 。

科学家们便只能“曲线救国” ,采用一些间接方式来探测黑洞 ,比如 ,观察吸积盘和喷流 。

吸积盘 ,就是围绕黑洞旋转的气体盘 ,由恒星的气体组成 。还有一部分气体在掉入黑洞视界面之前会形成喷流 。

物质被吸入黑洞时会产生大量光和热 ,因此很容易被科学家探测到 。

这次的“黑洞捕手”是事件视界望远镜EHT(Event Horizon Telescope) 。

史上第一张黑洞照片公布!拍摄2年 冲洗2年
图片来源:网络

这个计划始于2015年 ,位于南极、智利、墨西哥、美国亚利桑那州、夏威夷和西班牙的8台射电望远镜 ,模拟出了一台地球大小的超级望远镜 ,并在2017年4月EHT就已经完成了拍摄 。

高级:为什么照片要“洗”2年 ?

简单来说 ,就是需要修图——

因为与其说是拍照片 ,倒不如说是测了一大堆的数据 ,必须要做可视化处理 。这个数据非常非常非常地大……

而且 ,地球上没有人知道这图到底对不对啊 ,所以科学家还得使用不同的解题思路 ,验证结果对不对 。

这几年 ,多国的科研团队就是分头再做这些处理和验证的事情 。

史上第一张黑洞照片公布!拍摄2年 冲洗2年
图片来源:网络

有人疑问耗费这么多时间精力去拍一张照片到底有什么用 。

黑洞来自于相对论 ,相对论作为基础物理学理论是否准确 ,事实上影响着地球上一切 ,包括通信、能源 ,等等 。

而且从科学上说 ,并没有“有用”、“无用”之分 ,一切未知都值得去探索 。

作为广义相对论最重要的预言之一 ,黑洞一直是最神秘 ,甚至最令人神往的存在 。有生之年 ,能有机会一睹黑洞的尊容 ,真的是荣幸之至!


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