你是第一批“看見”黑洞的人類！

2019-04-11 16:29 作者：王琳琳新華網(wǎng) 責(zé)任編輯：周冬

摘要：這是人類史上首張黑洞照片。4月10日，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)臺(tái)長沈志強(qiáng)主持新聞發(fā)布會(huì)，發(fā)布人類史上首張黑洞照片。4月10日，中國科學(xué)院上海天文臺(tái)舉行新聞發(fā)布會(huì)，發(fā)布人類史上首張黑洞照片。

黑洞，一個(gè)無人不知卻知之甚少的生僻熱詞，今天迎來歷史性一刻——北京時(shí)間10日，一個(gè)“超巨型”質(zhì)量黑洞在上海等全球多地向人類首次示現(xiàn)真容，以一張高清“寫真”，用“眼見為實(shí)”的方式，定格了自己的真實(shí)存在，也引發(fā)了人們更多好奇。

黑洞預(yù)言流傳百年來，我們是第一批“看見”黑洞的人類！

為先睹為快，新華社記者第一時(shí)間獨(dú)家專訪了發(fā)布會(huì)現(xiàn)場多位科學(xué)家，用最簡單的語言解密此次里程碑式發(fā)現(xiàn)背后的“十萬個(gè)為什么”。

——來啦，黑洞，請先來個(gè)自我介紹。

黑洞答：好，我在全球新聞發(fā)布會(huì)現(xiàn)場為你介紹。我活了100多億年，人類終于給我拍了張照片。今天，我的“寫真”以特刊形式發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志通信》上，為我拍照的設(shè)備是一個(gè)口徑如地球大小的“虛擬”望遠(yuǎn)鏡，200多位科研人員通過將地球上不同地點(diǎn)的8個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡組合成觀測陣列，終于拍下了我的“盛世側(cè)顏”。

——黑洞，原來過去這些年你只是“傳說”？

黑洞答：沒錯(cuò)！

解說：盡管在《星際穿越》等科幻電影中，我們曾一次次“真切”地領(lǐng)略黑洞的瑰麗，但那些畫面都只是導(dǎo)演們“一廂情愿”的想象，黑洞到底長啥樣沒人真正見過。

約100年前，以愛因斯坦為代表的偉大科學(xué)家預(yù)言，大質(zhì)量恒星在燃料耗盡、生命終結(jié)之后會(huì)向內(nèi)部中心區(qū)域崩塌、集聚，最終形成黑洞。

早期，黑洞只存在于牛頓萬有引力定律和愛因斯坦廣義相對論的公式和方程中，因?yàn)樘^“超出人類理解”，就連最早預(yù)言的人都懷疑黑洞的真實(shí)存在。“直至2015年，人類首次探測到兩個(gè)黑洞合并所產(chǎn)生的引力波，才強(qiáng)有力地證明了黑洞的存在，但那仍只是間接證明。”參與此次國際合作的中科院上海天文臺(tái)臺(tái)長沈志強(qiáng)說。

所以，無圖無真相，在沒有眼見為實(shí)“看到”黑洞之前，它一直是“傳說”。

——這位“隱士”，你到底“躲”到哪里去了？

黑洞答：如果非要給“你我”之間加上個(gè)距離，那就是5500萬光年。

解說：此前，黑洞確鑿地存在于科學(xué)家們無數(shù)的推測數(shù)據(jù)中，但我們始終未曾與其謀面。如今，人類終于為黑洞拍下了第一張照片。

沈志強(qiáng)指著這張照片說：“人類拍到的這個(gè)黑洞，位于室女座星系團(tuán)中一個(gè)超大質(zhì)量星系——M87的中心，距離地球5500萬光年。我們所在的銀河系也是‘室女座’星系團(tuán)的一員。”

——聽說你長得“大到?jīng)]邊”，那究竟是多大？

黑洞答：不準(zhǔn)確！我只是很重，但我的體積很小。

解說：在多數(shù)人的想象中，黑洞之“大”超出人類對于大尺寸數(shù)量級(jí)的直觀認(rèn)知。但準(zhǔn)確說，“黑洞只是質(zhì)量和密度超乎想象的大，比如這次拍到的黑洞質(zhì)量是太陽的65億倍，屬于超大質(zhì)量黑洞，但體積卻比較小，小到在其內(nèi)部幾乎沒有空隙。”參與此次國際合作的中科院上海天文臺(tái)研究員路如森說。

舉個(gè)例子，“如果我們要將太陽變成黑洞，必須將太陽壓縮到一個(gè)半徑非常小的空間內(nèi)。”沈志強(qiáng)說，而一旦太陽被壓縮到這么小的空間內(nèi)，就可以改名叫“黑洞”了，它擁有超強(qiáng)引力“先天基因”，可“吞噬”周圍的氣體、塵埃，乃至臨近的恒星系和較小的黑洞。超強(qiáng)引力幫助黑洞以極其暴力的方式“跑馬圈地”，宣誓自己的“勢力范圍”。

——首張黑洞“寫真”拍的是你哪個(gè)“部位”？

黑洞答：我的側(cè)顏“輪廓”。

解說：參與此次國際合作的、論文發(fā)表工作組五成員之一、中科院上海天文臺(tái)副臺(tái)長袁峰說：“照片中，黑色圓影的中央‘隱藏’著黑洞的真身。圓影外側(cè)新月形的光環(huán)是黑洞周圍氣體發(fā)出的光，所以，準(zhǔn)確地說，首張黑洞‘寫真’拍到的是黑洞的‘輪廓’。”

——黑洞，你到底黑不黑？

黑洞答：外面黑，里面也許不黑。

黑洞像個(gè)“至暗無底洞”，即便大名鼎鼎的“最牛飛毛腿”——光也難逃“魔洞”。但已故科學(xué)家斯蒂芬·霍金推斷，黑洞并不像想象的那么黑，事物可以從黑洞逃脫。

哪個(gè)是真？哪個(gè)是假？

“從照片上看，黑洞的勢力范圍之內(nèi)的確漆黑一片，但是勢力范圍里面，那個(gè)質(zhì)量超大、體積超小的天體到底什么顏色，照片上還看不清楚。”沈志強(qiáng)說。

而對于被黑洞吞噬的一切事物有沒有科幻電影中暢想的“逃離通道”，路如森說：“仍不清楚，照片中沒法看到，可能沒有。”

——聽說物理教科書中某些理論失效了？

黑洞答：高興得有點(diǎn)兒早。

2016年，有科學(xué)家在對2015年人類第一次觀測到的引力波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后表示，在黑洞周邊，愛因斯坦的廣義相對論可能會(huì)失效。真的嗎？

黑洞首張“寫真”揭曉了謎底。袁峰說，在沒有拍到黑洞照片之前，科學(xué)家根據(jù)愛因斯坦廣義相對論精準(zhǔn)計(jì)算出了黑洞真身外黑色區(qū)域和新月形光環(huán)的結(jié)構(gòu)。“拍到黑洞照片后，我們發(fā)現(xiàn)，真實(shí)情況跟我們計(jì)算的結(jié)果一模一樣，可見，觀測結(jié)果驗(yàn)證了愛因斯坦的廣義相對論。”

但是，沈志強(qiáng)說，由于目前我們還無法“看清”黑洞的最里面，那里的運(yùn)行規(guī)律是否與人類已知物理定律相悖還不得而知。

物理教科書目前再次經(jīng)受住了考驗(yàn)，你興奮嗎？

——人類“千年等一照”，然后呢？

黑洞答：難道就不想再看看我到底是不是宇宙中最厲害的存在？

作為宇宙中第一批親眼看見黑洞的“碳基生物”，生活在今日地球上的人類已然可以“無悔”，但好奇心不止的人類依然在努力。

“首次拍到黑洞真容只是邁出了人類認(rèn)知黑洞的歷史性一步，接下來我們將進(jìn)一步增加觀測望遠(yuǎn)鏡的數(shù)量、分辨率，甚至不排除在外太空‘組建’更高清晰度望遠(yuǎn)鏡的可能性。”袁峰說。

“我們希望用更短的時(shí)間拍出細(xì)節(jié)更豐富、角度更多樣的黑洞照片，也希望有朝一日能在宇宙中開展系統(tǒng)的‘黑洞普查’。”沈志強(qiáng)說，這將有助于進(jìn)一步驗(yàn)證愛因斯坦廣義相對論等人類基礎(chǔ)科學(xué)理論，也有助于人類弄懂黑洞到底是怎樣的存在，星系中心壯觀的噴流是如何產(chǎn)生的，宇宙究竟有多大、如何形成又如何演化。

“我是誰、我從哪里來、要到哪里去”，黑洞，人類“終極三問”的答案都在你那嗎？

我們好期待！

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