世界首张黑洞图像面世 质量为太阳的65亿倍

昨晚九点,全球多国科研人员合作的“事件视界望远镜”项目,发布了人类历史上第一张黑洞照片——室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞,其质量是太阳的65亿倍,距离地球大约5500万光年。这是一百多年来,人类第一次“亲眼目睹”黑洞真容。

黑洞是什么

理论上,黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体。它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围,该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界。

       黑洞(Black hole)这个名词,是1968年由美国天文学家惠勒在一个报告里面提出的。但有关黑洞的概念,早就有科学家通过数学公式推导出来了。

       比如,法国天文学家卢米涅说过一段话,他说:“黑洞是恒星死亡后的一种残骸,它是引力收缩的极点,极端到近乎荒唐(指它的一些性质用现有的物理学知识无法解释)。但它又是宇宙当中最精美的天体。了解黑洞并深感困惑之后,会使我们进入一个展示时间、空间、光和物质深刻本质的更加深邃的新视野。”

       宇宙中,根据质量天文学家们将宇宙中的黑洞分成三类:恒星级质量黑洞(几十倍至上百倍太阳质量)、超大质量黑洞(几百万倍太阳质量以上)和中等质量黑洞(介于两者之间)。

黑洞真的存在吗?

       人类根本看不到黑洞,那又是怎么知道黑洞是真实存在的呢?

       鉴于黑洞自身不发光,还会“吞噬”光,很难直接探测,科学家们只能采用一些间接方式来探测黑洞——比如观察吸积盘和喷流。

       1978年,卢米涅给出了黑洞事件视界的第一幅图像。但这不是一张真正的照片,而是他利用自己的数学知识和相关技术以及60年代的一台IBM 7040穿孔卡片计算机对黑洞景象进行的电脑模拟。利用电脑模拟产生的数据,卢米涅用钢笔和印度墨水在底片上描绘黑洞,整个过程就像是一台人体打印机。这幅模糊的图像展示了观察者靠得足够近时看到的一个扁平盘内物质坠入黑洞的景象。

       而在EHT项目启动前,天文学家们是通过各种间接的证据来表明黑洞的存在,主要有三类代表性证据:一是恒星、气体的运动透露了黑洞的踪迹。黑洞有强引力,对周围的恒星、气体会产生影响,科学家可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在;二是根据黑洞吸积物质(相当于“吃东西”)发出的光来判断黑洞的存在;三是通过看到黑洞成长的过程“看”见黑洞。

       此外,还有很多类似的证据,无不说明黑洞真实存在。

照片“冲洗”用了约两年

       卢米涅绘出黑洞事件视界的第一幅图像40余年后,人类将首次目睹黑洞的“真容”。

       2017年4月,EHT项目启动。EHT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——事件视界望远镜。

       此前,该项目宣布,用这一虚拟望远镜“拍照”的重点对象是两个黑洞,一个是位于银河系中心的“人马座A*”,另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。据媒体报道,EHT的“八只眼睛”位于美国、墨西哥、智利、法国、格陵兰岛和南极,这8个射电望远镜有单镜、也有望远镜阵列。它们向选定的目标撒出一条大网,捞回海量数据,勾勒出黑洞的模样。

       此外,EHT项目是由全球200多位科研人员共同达成的重大国际合作计划。值得一提的是,包括中国科学院上海天文台在内的一些国内机构也参与了此次国际合作。

       昨日,神秘面纱背后的黑洞是什么?万众期待的答案终于揭晓。那么,对于黑洞到底能不能吸收光,黑洞里面存在物质吗,它的周围由什么组成的种种疑问,优联创信相信未来不久,科学家们最终会给我们一个准确的答案。

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