冲洗我们的黑洞照片

作者: 春夏乘凉 | 来源:发表于2019-04-09 11:38 被阅读5次

    我们这两天就能看到有史以来第一张黑洞的照片了!

    最近几年,我们已经看到了数不胜数的有关黑洞的图片。这些图片有的是有关黑洞的艺术想象图,有的是用计算机模拟出来的图像,当然最深入人心的,可能还得数2014年上映的电影《星际穿越》中的超级黑洞。自LIGO发现引力波后,有关黑洞合并的有关图片更是不尽其数。但是这些图片要么是凭空想象的艺术图,要么是比较抽象的计算机模拟图,我们不得不遗憾的说,至今,我们仍未得到黑洞的真实图片。

    而这一遗憾,将可能会在4月10号,也就是这周三得以改变!那时来自EHT的研究人员会在世界上六个地点同时召开新闻发布会。地点分别是布鲁塞尔、圣地亚哥、上海、东京、台北以及华盛顿。国内将会于北京时间10日21点整在中科院上海天文台发布此项重大成果。EHT原名Event Horizon Telescope,中文可翻译为事件视界望远镜,它是一个致力于给黑洞成像的,由全球200多位科研人员共同达成的重大国际合作计划。其通过“甚长基线干涉技术”(VLBI) 和全球多个射电天文台的协作,构建一个口径等同于地球直径的“虚拟”望远镜——EHT。

    研究人员花了数年时间在银河系的中心以及紧邻星系捕捉黑洞图像,他们会在这个发布会上发布他们历时数年苦心经营的伟大成果。所以这个发布会是非常值得期待的。也有一些内行天文学家评论说,由于这项成果,2019年将会在天文学史上将会是一个辉煌的年份。可以想象,这几年,EHT为了可以带给我们关于黑洞视界的天文图像付出的苦难也是可想而知的。

    参与此项工作的科学家们拒绝在新闻发布会之前公布结果,但值得肯定的是,发布会结果是基于此前于2017年四月基于两个超大质量黑洞的海量观测数据而来的。一个超大型黑洞位于银河系中心,距离地球达26,000 光年之远;而另一个则位于我们的邻居星系-室女座星系的中心。

    黑洞,从字面上来说是不可见的。一般我们都会以为是爱因斯坦提出广义相对论之后,才有了黑洞的说法。但历史上最早提出黑洞的猜想还是经典力学大行其道的时代。英国教士米歇尔和法国数学家拉普拉斯就根据万有引力定律猜测了它的存在。黑洞是高质量恒星在引力坍塌下的形成的超高密度物体,其引力作用非常强悍。只要在一定范围之内范围,任何物质都逃不出它的魔爪。而逃不掉的就包含整个电磁波谱线:例如X-射线,红外线、可见光、射电信号等等。我们用于直接观测物体来生成图像的,恰恰正是电磁波。我们可以在网络上看到的各类天文美图,基本就是电磁波的化身了。

    我们将这个魔爪大小称为黑洞的半径或者称为时间的视界。而这也正是EHT的前两个字母就是指代的意思。话虽如此,如果黑洞本身是完全看不见的黑色,科学家们相信,围绕黑洞旋转的气体和尘埃发出的无线电波,可以通过一个足够强大的望远镜看到。

    我们应该感谢EHT的劳苦功高。早在EHT项目启动很早之前,有个叫Jean-Pierre Luminet 的天体物理学家,早1978年就早早描绘出了自己关于黑洞视界的最早图像。这当然不是一个真正的照片。Luminet利用他高超的数学技能,使用了60年代的打孔IBM 7040计算机,计算模拟出了观测起来的黑洞是什么样的。而《星际穿越》因为对黑洞科学而准确的描述,很大程度上是基于Limunet数十年前的结论。

    截止目前,我们还不知道我们看到的黑洞是什么样子。或许是模糊一片,只有几个像素点?还是会出现像电影里描述的那么精美酷炫?如果图像真的很糟糕,那也是打开了新世界的大门。毕竟,从0到1和从1到2还是有本质不同的。

    这位最早模拟黑洞图像的殿堂级人物Liminet,在被问到关于EHT的最令人兴奋的部分是什么的时候,他激动的说到 “吸积盘的照片!”

    参考资料

    1 New Scientist https://www.newscientist.com/article/2198937-first-ever-picture-of-a-black-hole-may-be-revealed-this-week/ (16 hours ago)

    2 Science Alert  https://www.sciencealert.com/we-re-about-to-see-the-first-ever-photo-of-a-black-hole-here-s-what-it-might-be-like

    3 45 YEARS OF BLACK HOLE IMAGING (1): EARLY WORK 1972-1988 https://blogs.futura-sciences.com/e-luminet/tag/black-hole/

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