人类历史上首张黑洞照片发布

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今天,人类历史上首张黑洞照片公布!

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人类历史上首张黑洞照片发布

据了解,首张黑洞照片在中国上海和中国台北、比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、日本东京和美国华盛顿全球六地同时对外发布,这是人类首次通过图像直观的看到黑洞。

人类历史上首张黑洞照片发布

黑洞是什么?


黑洞是一种被极度压缩的宇宙天体,在一个很小的区域内包含着令人难以置信的质量。这种天体的存在以极端的方式影响着周围的环境,让时空弯曲,并将周围的气体吸进来。在此过程中,气体的引力能转化成热能,因此气体的温度变得很高,会发出强烈的辐射。

黑洞具有的超强引力,光也无法逃脱它的势力范围,这个势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界。

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观测黑洞,我们能看到什么?

连光都逃不出黑洞,那我们要如何观测黑洞呢?其实该项目观测的比起黑洞本身,确切说是黑洞的轮廓与边缘。科学家解释称,黑洞一旦形成,就会有一个被称为“事件视界”的介面,就像一堵无形的墙把内部扭曲的时空与外界时空相隔开,即使光也不能穿透。而这个介面,就为黑洞拍摄“肖像”提供了依据。


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致密天体根据质量的分类

项目的“照相镜头”对准了两个黑洞:位于银河系中心黑洞人马座 A*,以及位于星系M87中的黑洞。其中较小的人马座 A*质量就相当于400万个太阳。然而由于它距离太远(2.5万光年),它巨大的视界面在我们看来大概只有针尖那么小。观测难度就像我们站在地球上去观看一只放在月球表面的橙子。而M87黑洞的质量更大,达到了60亿个太阳的质量,不过它距离地球就更远了。


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多国参与给黑洞拍照的项目


给黑洞拍照这个项目早在2017年就已成立,名为“事件视界望远镜项目”(Event Horizon Telescope,简称EHT)。旨在通过联合全球多地的8组天文望远镜,构建一个口径等同于地球直径的“虚拟”望远镜,从而收集海量数据,并勾勒出黑洞的模样。EHT的“八个镜头”位于美国、墨西哥、智利、南极等地,而“冲洗”这张照片就花费了两年的时间。

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EHT 把地球上的望远镜“组合”起来形成一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜,所达到的灵敏度和分辨本领都是前所未有的。百年之前,爱因斯坦广义相对论得到了首次试验验证。如今,作为多年国际合作的结果,EHT为科学家们提供了研究宇宙中最极端天体的新方法。

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EHT效果

EHT 科学委员会主席、来自荷兰拉德堡德大学的Heino Falcke解释称:“如此一来,黑洞就像沉浸在一片类似发光气体的明亮区域内,我们期望着黑洞会形成一个类似阴影的黑暗区域。这正是爱因斯坦广义相对论所预言的,可我们以前从未见过。这个暗影的形成,源于光线的引力弯曲和黑洞视界对光子的捕获。暗影揭示了黑洞这类迷人天体的很多本质,也使得我们能够测量 M87 黑洞的巨大质量。

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M87

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给黑洞拍照,需要什么技术?


对于黑洞具体是什么样子?在这次拍照前,天文学家们是通过各种间接的证据来表明黑洞的存在,比如,黑洞有强引力,对周围的恒星、气体会产生影响,我们可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在。根据黑洞吸积物质吃东西发出的光来判断黑洞的存在。近年来技术的发展,为黑洞的成像带来了可能。


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中科院上海天文台台长沈志强:“基于甚长基线干涉测量技,它把分布在全球各个地方的望远镜组合起来,形成等效于地球万公里长的望远镜,使它具备了观测遥远天体非常高的分辨本领。最近十年,全球科学家在技术上的进步,方法上的创新,使得我们终于有机会在今年宣布得到了它的图像。”

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为何要给黑洞拍照?


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