黑洞照片为什么糊

兰州晚报 2019-04-12 03:06 大字

4月10日,在智利圣地亚哥,“事件视界望远镜”项目召开新闻发布会。新华社照片

据新华社电不少人脑海中关于黑洞的形象来源于科幻电影《星际穿越》中清楚明亮的图像,而最新发布的人类首张黑洞照片却有点“糊”。对此,《星际穿越》科学顾问、诺贝尔物理学奖获得者基普·索恩11日在接受新华社记者采访时对两个黑洞图像的异同给出独家解析。

“模糊是因为(事件视界)望远镜的分辨率还不够好。”著名黑洞专家索恩说。他还解析了“事件视界望远镜”项目最新公布的M87星系黑洞照片,与《星际穿越》中“卡冈图雅”黑洞形象的三大不同。

首先,“卡冈图雅”的图像显示出强光,而最新公布的黑洞照片上的光却柔和得多。索恩指出,“卡冈图雅”的强光来自拍电影时IMAX相机镜头中模拟的光散射。对黑洞的真实观测可没有拍电影这么好的条件,“事件视界望远镜”中没有IMAX相机那样的光散射。

第二,真实照片中,黑洞一侧明亮,而另一侧暗淡。但《星际穿越》中的黑洞图像却没有这种差别。

索恩指出,与“卡冈图雅”黑洞相比,M87星系黑洞的多普勒频移作用显得非常强大,这使得照片中黑洞有一侧非常明亮。多普勒频移是指物体运动时,从那里发出的信号传到接收处时会出现相位和频率的变化。

事实上,索恩团队当初为《星际穿越》提供的黑洞模型中同样考虑了多普勒频移,但《星际穿越》导演克里斯托弗·诺兰“忽略”了这种亮度差异。

第三,电影中设定的“卡冈图雅”黑洞与真实M87星系黑洞本身就有不同,最大的不同在于二者的吸积盘厚薄程度等特性有差异,这可以部分解释为什么“卡冈图雅”黑洞图像的中心有一条亮带。

黑洞周围的光环为什么颜色不一样呢?此次对M87星系黑洞成像的“事件视界望远镜”的工作波段是毫米波。但人眼并不能看到毫米波,黑洞图像上呈现出的彩色光是科研人员经过计算机处理而成的。“事件视界望远镜”的科学家选择了红色,而《星际穿越》则选择了其他颜色。

■评论

黑洞的故事刚刚开始

这一次,我们仰望星空,心潮澎湃。

在那浩瀚无垠的宇宙深处,有我们一直探寻的梦想。这个梦,关于黑洞。百余年里,它让科学家魂牵梦绕,也让平凡的你我无限遐想。就在2019年4月10日晚上9点,它,揭开面纱,露出真容。

为了见这一面,科学家们探索的脚步从未停歇。从400多年前伽利略发明望远镜开始,爱因斯坦的广义相对论率先预言黑洞的存在,随后惠勒提出“黑洞”概念,霍金提出“黑洞是时空的扭曲者”,4年前,两个黑洞合并产生的引力波信号被科学家“捕捉”到,人类开始“听”到黑洞,2年前,全球科学家联合起来,在四大洲8个观测点组成虚拟望远镜网络对黑洞进行观测分析……终于,人类获得了第一张黑洞照片!

为了见这一面,时光长河中的人类,仰望星空的虔诚从未改变。据估算,宇宙诞生已有138亿年,最古老的黑洞已经超过了100亿年。在这样的计量单位面前,人类是渺小的。但纵使如沧海一粟,人类依然对头顶那片幽深无际、群星闪烁的神秘世界满怀炽热!黑洞,这个宇宙中神秘的存在,梵高用画笔描绘过它,《星际穿越》用镜头幻想过它,孩子在睡梦里抵达过它……终于,我们看到了它!

盼了百年的相见,真的来了。那一刻,属于科学家,也属于全人类。这张照片带给我们惊喜,书写了新的人类文明;这张照片带给我们启示,吸引我们继续仰望星空;这张照片带给我们动力,鼓励我们更努力地探索未知!

让我们记住它的样子,故事才刚刚开始……据新华社电

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