本文首发于2019年5月1日期
《中国战略新兴产业》
栏目主持:徐晨曦
两百多年前,就有科研人员设想宇宙中存在一种质量巨大、引力强到连光也无法逃脱的天体。爱因斯坦在一百多年前提出的广义相对论,可用于计算出这种天体的若干性质。黑洞作为一个科学术语,直到20世纪60年代才由美国天体物理学家约翰·惠勒提出。几十年来,黑洞引发人们无数遐想,但没有人知道它的真正模样。因此第一张黑洞照片被看作是天文学上的“重要里程碑”。
黑洞照片
Black hole picture
人类史上首张黑洞照片来了。北京时间4月10日晚9时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据,有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。
这张黑洞照片是国际大科学合作计划的结晶,全球有200多位科研人员参与了这一项目,其中中国大陆学者16人,以及部分来自中国台湾地区的学者。
照片展示了一个中心暗边缘明亮的环状结构,这就是黑洞投下的“阴影”。由于黑洞的自转引起的多普勒效应造成了有一边显得更亮。而且照片中颜色不是真的颜色,因为射电波没有颜色。天文学家用颜色来描绘进行“伪色成像”。
声音
“事件视界望远镜(EHT)”项目主任谢泼德·杜勒曼:
为了更好地拍摄黑洞,EHT计划在地面望远镜基础上加入太空望远镜,并已开始和中国方面讨论展开合作。现在给黑洞拍照需要等待地球旋转到合适的位置,如果有一台围绕地球旋转的太空望远镜,就可以迅速将虚拟望远镜中的“留白”补齐。中国可以成为“宝贵的”合作伙伴,最终“让天线伸到太空中去”。
中科院上海天文台副台长袁峰:
我们希望用更短的时间拍出细节更丰富、角度更多样的黑洞照片,也希望有朝一日能在宇宙中开展系统的“黑洞普查”。这将有助于进一步验证爱因斯坦广义相对论等人类基础科学理论,也有助于人类弄懂黑洞到底是怎样的存在,星系中心壮观的喷流是如何产生的,宇宙究竟有多大、如何形成又如何演化。
美国亚利桑那大学天文学副教授丹尼尔·马罗内:
黑洞之所以重要,是因为它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。