“黑洞”看点是啥 八地观测两年冲洗 终于打开这扇窗口

南国今报 2019-04-11 16:01 大字

(上接第12版)

看点1

“具有历史性意义”

多年来,黑洞引发人们无数遐想,但没有人知道它的真正模样。正因为这样,第一张黑洞照片才备受期待,被誉为“非凡的科研成果”,是天文学上的“重要里程碑”“具有历史性意义”。

给黑洞拍照的“事件视界望远镜”项目科学委员会主席、荷兰奈梅亨大学教授海诺·法尔克告诉记者,黑洞涉及人类对宇宙的根本了解,“我们的宇宙中有两大理论,爱因斯坦的相对论描述了宏观,量子力学描述了微观。但是在黑洞的边缘,相对论与量子力学无法协调,在那里可能会发现新的东西”。

美国亚利桑那大学天文学副教授丹尼尔·马罗内认为,黑洞在长时间尺度上会影响宇宙演化。但人们并没有完全了解黑洞如何吞噬物质,然后又将其中一部分以接近光速向外喷射,影响其所在星系。黑洞照片不仅将为广义相对论提供新信息,也有助于了解黑洞喷流的形成过程。

看点2

“上一代人不可能做到的事”

由于光线无法逃出黑洞,科研人员要拍的实际上是黑洞产生的“阴影”以及周围的吸积盘等,从而描绘出黑洞的轮廓。此次拍照的一个目标是代号为M87的超巨椭圆星系中心黑洞,离我们5500万光年。

要拍摄这么远的对象,科学家模拟出口径像地球一样大的望远镜,这就是“事件视界望远镜”。组成全球网络的8个射电望远镜,分布在多个高海拔地区,通过“甚长基线干涉测量技术”联合起来,成功拍到人类历史上第一张黑洞照片。

经大约两年的数据处理及理论分析,照片才成功“冲洗”出来。照片展示了一个中心黑色的明亮环状结构,有点像甜甜圈,也与此前科幻电影《星际穿越》科学顾问根据相对论等模拟的黑洞图片相似。

“事件视界望远镜”项目专家认为,与理论预测一致,这也证明拍到的就是黑洞。

此外,此次合作汇集了全球超过200名研究人员的共同努力,项目协调并非易事。

“我们已经完成了上一代人认为不可能做到的事情,”该国际合作项目负责人、美国哈佛-史密森天体物理学中心的谢泼德·杜勒曼教授总结说,“过去10多年里,技术的突破、世界上最好的射电望远镜之间的合作、创新的算法都汇聚到一起,让人类最终打开了一个了解黑洞的全新窗口。”

看点3

“中国成为国际科学合作重要参与者”

从首张月背照片到首张黑洞照片,人类观测宇宙的新窗口正在不断打开。在探索宇宙奥秘的征程中,中国也不断贡献着智慧。

在“事件视界望远镜”项目中,中国科学院天文大科学研究中心(国家天文台、紫金山天文台和上海天文台)参与了位于美国夏威夷的东亚JCMT望远镜对黑洞的观测。我国科学家全程参与了给黑洞拍照这项国际合作,在早期推动这一项国际合作、望远镜观测时间申请、夏威夷望远镜观测运行、后期数据处理和理论分析等方面均做出了贡献。多名中国学者是此次黑洞照片相关论文的作者。

不过,中国天文学界清醒地认识到目前的“参与者”角色。中国科学院国家天文台副台长薛随建指出,这次“算是重在参与”,但为在相关科研领域“机制性参与国际合作组织、逐渐发挥越来越重要的作用,做出了良好的示范。在中国科学界参与的30米望远镜(TMT)等其他重大国际项目中,那些可预期和不可预期的重大发现将更加激动人心,”薛随建在接受采访时说。

太空可能是中国未来能发挥更多作用的地方。法尔克说,今后要拍摄更好的黑洞照片,就需要比地球还大的望远镜,这就需要走向太空,“中国在射电干涉测量技术和太空探索方面的能力正快速增长,我期待未来中国能成为这个领域的重要一员”。

从“中国天眼”(FAST)到“世界巨眼”(SKA),从人类基因组测序到泛第三极环境研究,近年来,中国参与国际合作的广度和深度不断加大,在吸收世界创新养分的同时,也不断贡献中国智慧。

随着全球射电天文学方兴未艾,接连涌现类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射四大天文发现。近年来,我国陆续建成多座射电望远镜,口径从25米到65米再到500米,从追赶到并跑,天文学研究开始逐步跻身一流。随着中国的射电干涉测量和太空探索能力迅速增长,中国将成为国际科学合作的重要参与者。

据新华社、央视

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