全程深度解读人类首次拍摄黑洞图像!

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北京时间4月11日消息,黑洞,终于不“黑”了!人类历史上第一次,亲戚亲们拍摄到了黑洞的图像,从而首次让亲戚亲们直接目睹了这俩 奇异宇宙天体的外观画面。

▲全球各地8台大型望远镜组成的“视界望远镜”(EHT)项目组在2019年4月10日北京时间21:00对外发布了历史上第一张黑洞图像。这是距离地球大慨5150万光年外的M87星系核心的另另一一四个 超大质量黑洞

美国哈佛大学史密松天体物理中心的天体物理学家谢泼德·多勒曼(Sheperd Doeleman)在今晚(北京时间2019年4月10日21:00)于美国首都华盛顿国家记者俱乐部召开的新闻发布会上说:“亲戚亲们看后了原先 以为看只能的东西。”与此一块儿,在世界各地六处地点,科学家们以这俩 不同语言同步进行了发布会。

多勒曼是视界望远镜(EHT)项目的主管,正是这台“超级望远镜”拍摄到了人类首张黑洞图像。此次发布的黑洞图像,观测的是隐藏在椭圆星系M87核心位置的另另一一四个 超大质量黑洞。

最新的黑洞图像令人震撼。但科学家们指出,这项工作更大的意义是它将对未来科学所产生的深远影响。

哈佛大学物理学教授皮特·伽里森(Peter Galison)在上个月举行的一次关于视界望远镜的讨论会上原先 表示:“它将开启另另一一四个 全新的研究领域。而这正是最令亲戚亲们感到兴奋的地方。”

伽里森甚至将此次拍摄的黑洞图像与17世纪英国科学家罗伯特·胡克(Robert Hooke)的手绘图相提并论,当时胡克通过手绘图,向亲戚亲们展示了在显微镜下,昆虫和植物所呈现出的画面。亲戚亲们说:“亲戚亲们发现了另另一一四个 新大陆。”

黑洞附过物质的强烈吸积作用以及在此过程中产生的高能喷射流模拟图

一、和地球一样大的超级望远镜

视界望远镜(EHT)项目是全球各地超过150名科学家在过去20多年协力工作的结果。这是一项真正的国际商务战略合作计划,全球多个国家的科研机构参与并为此提供了资金。

固然叫这俩 名字,是取自黑洞这俩 的性质,也就是科学家们对于黑洞边界的定义:当物质抵达黑洞足够近,强大的引力将让一切都无法逃脱。这俩 距离所限定的边界就称作黑洞的“事件视界”,简称“视界”,一旦超越这俩 边界,你将无可防止的被黑洞所吞噬。望远镜就是以这俩 名字命名的,它的目标正是要首次直接拍摄这俩 边界的图像。

哈佛大学黑洞研究计划(BHI)创始主管,哈佛大学天文系主任艾维·劳艾伯(Avi Loeb)表示:“事件视界是终极版监狱高墙。一旦你进入,永远别想逃脱。”

正是因怎样才能儿 点,亲戚亲们永远只能奢望拍摄到黑洞内内外部的画面,除非你哪天我其他人进到上端去。原先 问題在于一旦你真的进去了,你和你在上端拍的照片也是永远无法带出来的。有之前 ,此次视界望远镜所拍摄的,固然也就是黑洞的黑色边缘。正如视界望远镜的一位科学家对媒体所说的:“亲戚亲们正在目睹的是光的消失之处。”

视界望远镜项目的拍摄目标有另另一一四个 :另另一一四个 是椭圆星系M87核心的超级黑洞,其质量大慨是太阳的65亿倍;原先 是亲戚亲们银河系核心的黑洞,也就是所谓“半人马A*”,后者的质量相比M87核心的黑洞就是小巫见大巫,其质量大慨是太阳质量的4150万倍。

这另另一一四个 黑洞都好难拍摄,是因为 它们的距离都非常遥远。半人马A距离地球大慨2.8万光年,而M87则远在5150万光年之外。

从亲戚亲们的视角看后去,半人马A的事件视界太小了,它的大小就像从地球上看放入月球表表表皮层层的另另一一四个 火龙果,是因为 就像把一张报纸放入新疆,有之前 你在上海要看后清它上端写的文字。

要想进行原先 的观测,任何现有的望远镜都做只能。科学家们也能 另想土办法。最终,亲戚亲们想到了土办法:将处于美国,西班牙,墨西哥,智利,甚至南极洲,以及有之前 更多地方的大型望远镜连接到一块儿,组成另另一一四个 直径和地球直径相当的超级望远镜!

由8台望远镜组合而成的事件视界望远镜,简称“视界望远镜”,其能力大慨一台口径与地球直径相当的超级望远镜

二、海量数据

视界望远镜项目团队利用这台虚拟超级望远镜进行了两次连续观测,每次持续大慨两周。第一次观测是在2017年4月份,第二次则是在2018年。本次宣告的图像结果来自2017年的第一次观测。

就是人会想知道,怎样才能2017年的观测要到今天才发布结果。是因为 是很好理解的。首先,视界望远镜每晚上的观测就会产生大慨1PB(1PB=1024TB)的数据,想想亲戚亲们家1TB的移动硬盘都也能 存储几只东西?现在你都也能 理解,要想将没法 多的原始数据加工防止成最终图像,将要经历怎样才能的漫长过程。

视界望远镜项目科学家迪米特里·萨尔提斯(Dimitrios Psaltis)来自美国亚利桑那大学,他表示:“要想通过互联网传输没法 巨量的数据显然做只能。有之前 亲戚亲们不得不将数据处于硬盘里,有之前 叫国际快递在各个机构之间来回运输。原先 做要比通过网络传输快多了!”

正是因为 原先 或那样的困难,极大迟滞了对数据的分析防止工作。举个例子,组成视界望远镜的成员单位中,还包括南极望远镜。有之前 是因为 处于固然偏远,南极望远镜获得的数据直到2017年12月才被运出南极洲,是因为 只能那之前 南极大陆才足够温暖,都也能 让飞机进出运输货物。

视界望远镜主席多勒曼说,亲戚亲们会感觉我其他人肩上负有这俩 “历史使命”。亲戚亲们说:“是因为 你想宣告某个重大发现,比如拍摄黑洞的照片,你得背熟非常扎实的东西来。在亲戚亲们的项目过程中,亲戚亲们常常会感到哪此前辈,像爱因斯坦,爱丁顿是因为 史瓦西在看着亲戚亲们。有之前 亲戚亲们反复检查我其他人的工作,亲戚亲们不用确保一切都百分百正确无误。”爱因斯坦,爱丁顿和史瓦西也能 历史上顶尖的物理学家,为人类对于黑洞的认识做出过开创性贡献。

三、有哪此意义?

视界望远镜项目由另个主要目标:其一是首次拍摄黑洞事件视界图像,其二是帮助验证爱因斯坦广义相对论的准确性,看看其不是也能 作出任何修订。

在爱因斯坦之前 ,亲戚亲们对于引力的理解还听候在这就是这俩 神秘的不也能 物体间直接接触便都也能 处于作用的力的程度上。但爱因斯坦在他的广义相对论中将引力描述为流年弯曲是因为 的自然效应。大质量天体,比如行星,恒星是因为 黑洞回会 产生流年中出显弯曲,就像另另一一四个 铅球丢到柔软的床垫上会引发床垫的凹陷一样。这俩 流年凹陷一旦产生,其附过的较小物体就自然会被引向中心,从而产生出“引力”的错觉。

在过去的另另一一四个 世纪里,广义相对论经受住了所有的严格检验,而此次视界望远镜的观测将提供再一次的全新检验是因为 ,科学家们不用知道,爱因斯坦的理论在黑洞附过原先 的极端环境条件下不是仍然也能与观测事实相吻合。固然都也能 做原先 的检验,是因为 科学家们都也能 之前 根据爱因斯坦的理论进行计算,模拟防止论上应当观测到的黑洞模样,之前 将其与实际拍摄图像进行对比。

是因为 理论预测与观测相符,没法 再次证明爱因斯坦1150%是正确的。而是因为 答案不是定的,没法 亲戚亲们或许就要对广义相对论做出一定的修订,使其与观测事实保持相吻合。这就是科学向前推进的土办法。

今晚的发布会上发布的结果显然证明了,广义相对论仍然是正确的,它不也能 做任何修订:视界望远镜拍摄的M87星系核心的黑洞图像与广义相对论预测的结果全部吻合。

原先 的第一手数据对于科学进步而言至关重要,是因为 哪此数据为理论改进和计算机模拟实验提供了真实的数据土办法,这也正是视界望远镜的最大贡献之一。

劳艾伯指出:“从事物理学研究就是与自然界对话,亲戚亲们通过与实验结果的对比来检验亲戚亲们的理论不是正确,有之前 实验数据极为关键。”

当然,这项最新成果对于黑洞研究这俩 也具有重要意义。视界望远镜的观测结果将帮助亲戚亲们更好的了解物质怎样才能落入黑洞的过程。这俩 甲烷气体吸积过程是产生强烈喷流和剧烈辐射的源头,但科学界此前对其了解十分有限。

除此之外,事件视界的底部形态将都也能 让亲戚亲们了解这俩 黑洞不是处于自转。正如加州理工学院科学家,美国宇航局观测黑洞等高能天体的NuSTAR探测器首席科学家菲奥娜·哈里森(Fiona Harrison)所言:“亲戚亲们此前是因为 以非直接的土办法推断出了黑洞的自转运动。但对这俩 点进行直接验证,是因为 非常激动人心。”

视界望远镜的数据还将帮助亲戚亲们了解物质在黑洞附过是怎样才能分布的,并最终让天文学家们弄清在长期时间尺度上,超大质量黑洞是怎样才能影响并塑造其所在星系的演化系统多多线程 的。

四、对普通人,是因为 哪此?

还有另另一一四个 就是人关心的问題也能 回答:对于哪此也能 天文学家的普通人,这项成果有何意义?

简单来说,仅仅是直接对黑洞成像原先 一件事这俩 ,是因为 说,直接看后黑洞图像这俩 就将全部改变亲戚亲们思考亲戚亲们自身,以及亲戚亲们在宇宙中地位的土办法。正如1968年阿波罗8号拍摄的那张著名的照片“地球升起”。那张照片让亲戚亲们从遥远的月球轨道上回眸地球,亲戚亲们所居住的星球。亲戚亲们老要之间意识到地球的脆弱和心贵。那张照片加快速度受到巨大关注,登上了世界各地媒体的头条,甚至帮助触发了上世纪中叶在西方兴起的环境保护主义运动。

与之这类于的,直接目睹另另一一四个 黑洞,是因为 更严格的说,看后黑洞的剪影,就像看后科幻小说中的场景变成现实,更何况,今晚亲戚亲们所见的,还就是视界望远镜项目所拍摄的图像中的最初几张而已,上端回会 发布更多成果。

所有哪此,对于整我其他人类的启迪和激励作用,是不可磨灭的。