人類史上首張黑洞照片今將問世 全球多城同步發(fā)布

中新網(wǎng)客戶端北京4月10日電 全球多國科研人員合作的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目將于今日發(fā)布一項(xiàng)“開創(chuàng)性成果”，輿論普遍認(rèn)為這將是人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。

早在1915年，愛因斯坦發(fā)表廣義相對論，最先預(yù)言了黑洞的存在。100多年后的今天，人類有望第一次“親眼目睹”黑洞真容。

黑洞的藝術(shù)家想象圖。(圖片來源：中國科學(xué)院上海天文臺) 中科院上海天文臺/供圖 攝

人類史上首張黑洞照片今日問世

據(jù)“事件視界望遠(yuǎn)鏡”(EHT)項(xiàng)目官網(wǎng)發(fā)布的消息，美國東部時(shí)間10日9時(shí)(北京時(shí)間10日21時(shí))，在美國華盛頓、中國上海和臺北、智利圣地亞哥、比利時(shí)布魯塞爾、丹麥靈比和日本東京將同時(shí)召開新聞發(fā)布會，以英語、漢語、西班牙語、丹麥語和日語發(fā)布“事件視界望遠(yuǎn)鏡”的第一項(xiàng)重大成果。

輿論普遍認(rèn)為，這將是人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。

據(jù)報(bào)道，10日，一些重要嘉賓將參加在美國華盛頓全國記者協(xié)會舉行的發(fā)布會，包括“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目主任、美國哈佛-史密森天體物理學(xué)中心資深天文學(xué)家謝潑德?杜勒曼、項(xiàng)目重要資助方美國國家科學(xué)基金會主席弗朗斯?科爾多瓦等。

美國國家科學(xué)基金會官網(wǎng)首頁有關(guān)發(fā)布會的介紹中寫道：“關(guān)于黑洞的歷史性宣布?！?/p>

在上海，EHT項(xiàng)目和中國科學(xué)院將共同發(fā)布這一重大成果。

黑洞是什么？

黑洞是什么？

理論上，黑洞是愛因斯坦廣義相對論預(yù)言存在的一種天體。它具有的超強(qiáng)引力使得光也無法逃脫它的勢力范圍，該勢力范圍稱作黑洞的半徑或稱作事件視界。

黑洞(Black hole)這個(gè)名詞，是1968年由美國天文學(xué)家惠勒在一個(gè)報(bào)告里面提出的。

但有關(guān)黑洞的概念，早就有科學(xué)家通過數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)出來了。

比如，1796年法國科學(xué)家拉普拉斯就在著作里寫了一段話：假如有一個(gè)恒星，密度跟地球一樣，而直徑比太陽大250倍，那么它表面的逃逸速度將超過光的傳播速度。恒星本來應(yīng)該是發(fā)光的，但是從遠(yuǎn)方看這個(gè)恒星，它卻是絕對黑暗的，你不可能看到它。

關(guān)于黑洞，法國天文學(xué)家盧米涅也說過一段話，他說：“黑洞是恒星死亡后的一種殘骸，它是引力收縮的極點(diǎn)，極端到近乎荒唐(指它的一些性質(zhì)用現(xiàn)有的物理學(xué)知識無法解釋)。但它又是宇宙當(dāng)中最精美的天體。了解黑洞并深感困惑之后，會使我們進(jìn)入一個(gè)展示時(shí)間、空間、光和物質(zhì)深刻本質(zhì)的更加深邃的新視野?！?/p>

宇宙中，根據(jù)質(zhì)量天文學(xué)家們將宇宙中的黑洞分成三類：恒星級質(zhì)量黑洞(幾十倍至上百倍太陽質(zhì)量)、超大質(zhì)量黑洞(幾百萬倍太陽質(zhì)量以上)和中等質(zhì)量黑洞(介于兩者之間)。

致密天體根據(jù)質(zhì)量的分類。(圖片來源：NASA) NASA 攝

黑洞真的存在嗎？

人類根本看不到黑洞，那又是怎么知道黑洞是真實(shí)存在的呢？

鑒于黑洞自身不發(fā)光，還會“吞噬”光，很難直接探測，科學(xué)家們只能采用一些間接方式來探測黑洞——比如觀察吸積盤和噴流。

1978年，盧米涅給出了黑洞事件視界的第一幅圖像。但這不是一張真正的照片，而是他利用自己的數(shù)學(xué)知識和相關(guān)技術(shù)以及60年代的一臺IBM 7040穿孔卡片計(jì)算機(jī)對黑洞景象進(jìn)行的電腦模擬。

利用電腦模擬產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，盧米涅用鋼筆和印度墨水在底片上描繪黑洞，整個(gè)過程就像是一臺人體打印機(jī)。這幅模糊的圖像展示了觀察者靠得足夠近時(shí)看到的一個(gè)扁平盤內(nèi)物質(zhì)墜入黑洞的景象。

而在EHT項(xiàng)目啟動(dòng)前，天文學(xué)家們是通過各種間接的證據(jù)來表明黑洞的存在，主要有三類代表性證據(jù)：一是恒星、氣體的運(yùn)動(dòng)透露了黑洞的蹤跡。黑洞有強(qiáng)引力，對周圍的恒星、氣體會產(chǎn)生影響，科學(xué)家可以通過觀測這種影響來確認(rèn)黑洞的存在；二是根據(jù)黑洞吸積物質(zhì)(相當(dāng)于“吃東西”)發(fā)出的光來判斷黑洞的存在；三是通過看到黑洞成長的過程“看”見黑洞。

此外，還有很多類似的證據(jù)，無不說明黑洞真實(shí)存在。

資料圖：世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(簡稱FAST)。中新社記者 賀俊怡 攝

照片“沖洗”用了約兩年

盧米涅繪出黑洞事件視界的第一幅圖像40余年后，人類將首次目睹黑洞的“真容”。

2017年4月，EHT項(xiàng)目啟動(dòng)。

EHT通過“甚長基線干涉技術(shù)”(VLBI) 和全球多個(gè)射電天文臺的協(xié)作，構(gòu)建一個(gè)口徑等同于地球直徑的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡——事件視界望遠(yuǎn)鏡。

此前，該項(xiàng)目宣布，用這一虛擬望遠(yuǎn)鏡“拍照”的重點(diǎn)對象是兩個(gè)黑洞，一個(gè)是位于銀河系中心的“人馬座A*”，另一個(gè)位于代號為M87的超巨橢圓星系中心。

據(jù)媒體報(bào)道，EHT的“八只眼睛”位于美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極，這8個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡有單鏡、也有望遠(yuǎn)鏡陣列。它們向選定的目標(biāo)撒出一條大網(wǎng)，撈回海量數(shù)據(jù)，勾勒出黑洞的模樣。

此外，EHT項(xiàng)目是由全球200多位科研人員共同達(dá)成的重大國際合作計(jì)劃。值得一提的是，包括中國科學(xué)院上海天文臺在內(nèi)的一些國內(nèi)機(jī)構(gòu)也參與了此次國際合作。

據(jù)介紹，黑洞照片的“沖洗”用了約兩年時(shí)間。

神秘面紗背后的黑洞，究竟長什么樣子？萬眾期待答案揭曉的一刻。(完)