人類成功獲得首張黑洞照片中國科學(xué)家參與研究

2019-04-11 06:37 科技日報責(zé)任編輯：周冬

摘要：新華社記者張鋮攝　　圖③ 4月10日，在美國華盛頓，“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項目和美國國家科學(xué)基金會舉行新聞發(fā)布會。在此次EHT合作中，中國科學(xué)家在早期EHT國際合作的推動、EHT望遠(yuǎn)鏡觀測時間的申請、夏威夷JCMT望遠(yuǎn)鏡的觀測、后期的數(shù)據(jù)處理和結(jié)果理論分析等方面作出了中國貢獻(xiàn)。

黑洞，一個充滿想象力的名詞，一類真實的天文實體。北京時間4月10日21時7分，世界上第一幅黑洞的照片終于在中國上海天文臺306會議室揭開了面紗。

與上海一樣，全球其他5個城市（比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國臺北、日本東京、美國華盛頓）也都在同一時間公布了這張令天文學(xué)家興奮的照片，宣布已經(jīng)成功獲得了超大黑洞的第一個直接視覺證據(jù)。

《天體物理學(xué)雜志通信》也于4月10日以特刊的形式，通過6篇論文發(fā)表了有關(guān)黑洞圖像的這一重大結(jié)果。該圖像揭示了室女座星系團(tuán)中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞。這個黑洞距離地球太遠(yuǎn)了，有5500萬光年，黑洞的質(zhì)量為太陽的65億倍！

“虛擬”望遠(yuǎn)鏡的靈敏度和分辨本領(lǐng)前所未有

黑洞圖像是由“事件視界望遠(yuǎn)鏡（EHT）”項目組織實施獲得的。它把地球上的8臺射電望遠(yuǎn)鏡組合起來，形成了一個口徑如地球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡，所達(dá)到的靈敏度和分辨本領(lǐng)都是前所未有的，為科學(xué)家們提供了研究宇宙中最極端天體的新手段。

“我們捕獲到了黑洞的首張照片。”哈佛大學(xué)教授、EHT項目主任謝潑德·多爾曼說，“這是一項由200多位科研人員組成的團(tuán)隊完成的非凡的科研成果。”

黑洞是一種具有超強(qiáng)引力的宇宙天體。這種天體的存在以極端的方式影響著周圍的環(huán)境，讓時空彎曲，并將周圍的氣體吸進(jìn)來。在此過程中，氣體的引力能轉(zhuǎn)化成熱能，因此氣體的溫度變得很高，會發(fā)出強(qiáng)烈的輻射。

法國國家科學(xué)研究中心對這張照片的評述為：今天發(fā)表的這張圖片清楚地顯示了一個圓形和黑暗中心區(qū)域的環(huán)形結(jié)構(gòu)：它是黑洞的陰影，突出了輝煌的背景，這個影子是重力偏離光的組合，充滿了關(guān)于這些迷人物體性質(zhì)的信息，并允許研究人員測量黑洞的巨大質(zhì)量。

日本科學(xué)家在該項目上作出了貢獻(xiàn)。阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡在參加項目的望遠(yuǎn)鏡中解像度最高，為提高“事件視界望遠(yuǎn)鏡”整體分辨率作出了重要貢獻(xiàn)。日本團(tuán)隊代表、國立天文臺教授本間希樹說：“我們采用了‘稀疏建模’的新方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，因此在有限的數(shù)據(jù)中獲得了高度可信度影像。4個獨(dú)立的內(nèi)部小組利用3種方法對數(shù)據(jù)合成影像，全部確認(rèn)了黑洞陰影出現(xiàn)。”

照片證明了愛因斯坦廣義相對論的正確

站在世界第一幅黑洞圖像前，中科院上海天文臺臺長沈志強(qiáng)無比興奮：“最重要的是證明了愛因斯坦廣義相對論是對的。”愛因斯坦100年前的理論，一直受到某些人的質(zhì)疑，現(xiàn)在全球8臺射電望遠(yuǎn)鏡合力觀測，在拿到第一張黑洞圖像的同時，也給愛因斯坦廣義相對論做了有力的論證。

EHT項目是由美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們聯(lián)合全球其他研究機(jī)構(gòu)的科研人員實施的。2016年，科學(xué)家們提出了實施項目的意向，2017年4月，設(shè)在全球多地的8臺亞毫米射電望遠(yuǎn)鏡開始了“拍照”工作。之后是大量的數(shù)據(jù)處理，對結(jié)果的可靠性也做了充分的比較分析。“到現(xiàn)在才有幸向全世界發(fā)布。”作為EHT國際合作成員的沈志強(qiáng)對照片的準(zhǔn)確性與可信度充滿自信。

這一次，天文學(xué)界玩起了“黑洞手法”

像黑洞的名字一樣，這一次國際天文學(xué)界也玩起了“黑洞手法”：對玄奧的、深不可測的黑洞，采取提前一周左右就在全球極力宣揚(yáng)要在10日公布世界第一張黑洞的照片，預(yù)熱，炒作，辟謠，兼帶著天文學(xué)家、物理學(xué)家們在沒看到照片情況下的猜測性解說及科普，全球被深深地“裹脅”到了黑洞新聞中。在普羅大眾眼里，一周來的科技界，仿佛只有黑洞一件事，其他科學(xué)都不存在。

一個比一個更形象的比喻也紛紛涌現(xiàn)。在黑洞圖像新聞預(yù)熱階段，有專家接受媒體采訪時稱，獲得黑洞的照片，相當(dāng)于從地球上看清了月球上的一個橙子。中科院上海天文臺研究員路如森在黑洞第一張圖像公布后對記者說，橙子的比喻大致是對的。不過用他自己的比喻似乎更甚：這張黑洞圖像所看清的部分，相當(dāng)于從美國紐約看到巴黎咖啡館里的客人正在讀著的一張報紙上的文字！

在黑洞照片沒有面世之前，很多人就有疑問：既然黑洞巨大的質(zhì)量引力使得光都逃逸不掉，那么科學(xué)家是怎么把沒光的東西拍出來的呢？路如森解釋說，平時我們到醫(yī)院去做核磁共振所看到的片子，也是通過測量人體局部圖像的不同空間頻率成份重構(gòu)出來的。“黑洞照片的重構(gòu)與此同理。”

中國科學(xué)家參與研究

中國科學(xué)家參與了黑洞圖像的觀測與研究工作。從10日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志通信》的論文作者署名看，中國大陸一共有16位科學(xué)家參與了這項研究工作，其中上海本地就有8位研究員參加，其他人員來自云南天文臺、中科院高能物理所、南京大學(xué)、北京大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、華中科技大學(xué)。此外，中國臺北也有部分科學(xué)家參與了這項研究工作。

中國科學(xué)家長期關(guān)注高分辨率黑洞觀測和黑洞物理的理論與數(shù)值模擬研究，在EHT國際合作形成之前就已開展了多方面具有國際顯示度的相關(guān)工作。在此次EHT合作中，中國科學(xué)家在早期EHT國際合作的推動、EHT望遠(yuǎn)鏡觀測時間的申請、夏威夷JCMT望遠(yuǎn)鏡的觀測、后期的數(shù)據(jù)處理和結(jié)果理論分析等方面作出了中國貢獻(xiàn)。

您可能感興趣的文章

關(guān)鍵詞：事件視界 JCMT

本
網(wǎng)
聲
明

本網(wǎng)轉(zhuǎn)載內(nèi)容出于更直觀傳遞信息之目的。該內(nèi)容版權(quán)歸原作者所有，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實性負(fù)責(zé)。如該內(nèi)容涉及任何第三方合法權(quán)利，請點(diǎn)擊投訴按鈕，我們會及時反饋并處理完畢。

投訴

新聞中心