首张黑洞照片今晚公布!最全预习资料都在这里了!
2019-04-10 天下

激动人心!黑洞的面纱即将揭晓!

相信大家已经知道了,今晚,中国科学院上海天文台将和“事件视界望远镜”项目召开一场新闻发布会,宣布EHT的一项最新重大成果,这一成果与超大质量黑洞照片有关,人类拍摄到的首张黑洞照片将正式发布!

发布会将在全球六地(比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿),以英语、西班牙语、汉语和日语四种语言同时直播。真实的黑洞到底什么样?照片是如何产生的?拍到黑洞究竟有何意义?

视频来源:新华网客户端

黑洞是什么?

黑洞是宇宙空间内存在的一种密度极大体积极小的天体。黑洞的引力很大,在其视界内,即使光子也无法逃脱它的引力束缚。因此这样的天体是“黑”的。黑洞会吞噬临近区域的任何物质。它是由质量足够大的恒星在发生核聚变反应,燃料耗尽而死亡后,发生引力坍缩产生的。

由于黑洞完全不发射和反射任何电磁波,仪器和肉眼都无法直接观测到。我们从未见过真正的黑洞,此前人们只能依靠计算试验得出图片模型。也正是因为他的特殊和神秘,黑洞几乎成为了天体物理学中是最引人注目的课题。

黑洞概念图

“事件视界望远镜”项目

由全球多个国家和地区的科研人员组成,他们利用分布在世界各地的射电望远镜,组成一台巨大的虚拟望远镜,其口径相当于地球直径。该项目此前宣布,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。

2017年4月“事件视界望远镜”启动拍照时,科尔多瓦曾发表声明说,这是“一项令人激动并具挑战性的工作”,将有助于验证一些最基本的物理学理论。

黑洞照片“冲洗”用了约两年时间。今年3月,出席2019年美国“西南偏南”多元创新大会和艺术节的杜勒曼告诉新华社记者:“对这个项目的成功我们非常乐观,实际上我们已经完成了几乎所有工作。”

包括中国科学院上海天文台在内的一些国内机构参与了此次国际合作。

都已经9012年了

为什么人类才刚刚拍到第一张黑洞的照片?

人类对于黑洞的研究已有100年历史,爱因斯坦提出广义相对论后,科学界开始了对黑洞的严肃研究。通过对黑洞的研究,可以进一步理解量子力学和引力理论的关系,以及黑洞在宇宙演化中的作用。1967年美国物理学家约翰·惠勒正式开始使用“黑洞”一词。

1970年,美国的“自由”号人造卫星发现了与其他射线源不同的天鹅座X-1,位于天鹅座X-1上的是一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球,该星球被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞,它就是人类发现的第一个黑洞。

给黑洞“拍照”的望远镜

是什么神器?

发现黑洞不易,给它拍照就更难了。

这次发布会的通知上,“事件视界望远镜(EHT)”的出现无疑让人十分好奇。什么是事件视界?事件视界望远镜又有什么特点呢?

根据中科院国家天文台研究员,中国科学院大学教授,国家天文台恒星级黑洞研究创新小组负责人苟利军介绍,上个世纪初,爱因斯坦提出的广义相对论预测黑洞不仅存在,而且还是宇宙中一些极端现象的“幕后推手”。黑洞是一种体积极小、质量极大的天体,具有非常强的引力,在它周围的一定区域内,连光也无法逃逸出去,这一区域称为“事件视界”。“事件视界望远镜”实际上尝试观测的是黑洞的“事件视界”。

苟利军此前在一篇文章中介绍,2017年的4月5日到14日之间,来自全球30多个研究所的科学家们开展了一项雄心勃勃的庞大观测计划,利用分布于全球不同地区的8个射电望远镜阵列组成一个虚拟望远镜网络,人类第一次看到黑洞的视界面。这个虚拟的望远镜网络被称为“事件视界望远镜”(Event Horizon Telescope, EHT),其有效口径尺寸将达到地球直径大小。

望远镜在全球分布示意图,红点代表望远镜所在地。图片来源:科普中国

其原理是通过甚长基线干涉测量技术(VLBI),科学家用多个天文望远镜同时观测一个天体,模拟一个大小相当于望远镜之间最大间隔距离的巨型望远镜的观测效果,它的口径大小取决于望远镜系统中最远的两个望远镜之间的距离,而口径越大,分辨率越高,细节也就越清晰。

那么如何选择拍摄对象呢?苟利军介绍,为了更利于观测,科学家在选定时会倾向于选择视大小更大的单位,最终确定了银河系中心黑洞Sgr A*和位于星系M87中的黑洞最为拍摄对象。

位于智利的阿塔卡马大型毫米波阵(ALMA)望远镜 图片来源:科普中国

对于这次发现的意义,苟利军认为,最直接的意义就在于人类第一次直接确认了黑洞的存在,“此前有很多间接证据证明黑洞的存在,但不排除还有一丝是其他星体的可能性,这次的发现就能直接说明黑洞的存在。”

对于黑洞研究的下一步方向,苟利军认为,科学家可能会进一步提高黑洞照片的清晰度,“这样我们也可以去更进一步了解黑洞周围的环境。”此外,他认为,黑洞周围气体的运动也将是科学家进一步探索的方向之一。

全球天文爱好者都兴奋了

首张黑洞照片有何价值

为了给这波宣传造势,美国国家自然科学基金(NSF)和欧洲南方天文台(ESO)日前也发了两条奇怪的推特。有人分析了图片,似乎暗藏着玄机。这会是黑洞照片的提前剧透版本吗?

01  欧洲南方天文台是这样的

EHF射电望远镜阵列

02  美国国家自然科学基金会是这样的

美国国家自然科学基金会发布会预告

同时也有天体物理学爱好者对此次新闻发布会充满了期待。爱好者表示,之前对于黑洞的研究一直基于理论和间接的证据,这一次如果直接对黑洞事件视界本身观测成像,可以称得上是开创了一个新的时代。可以进一步验证、优化现有理论。此外,如果能生成首张黑洞照片也可以为今后科幻影视作品里塑造黑洞的形象提供更真实的基础。

一起期待今晚真相揭晓的那一刻吧!

编辑:梁文静

原标题:放大招!首张黑洞照片今晚公布!

来源:东方网

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