西安週末去哪兒玩 北京時間4月10日21時 人類首張黑洞照片釋出↓↓↓ 中國青年報客戶端聯合中科院上海天文臺現場直播畫面 看到照片 網友:怎麼看不清??? 人類史上首張黑洞照片問世 北京時間4月10日,「事件視界望遠鏡」(EHT)專案在美國華盛頓、中國上海和臺北、智利聖地亞哥、比利時布魯塞爾、丹麥靈比和日本東京同時召開的新聞釋出會上,以英語、漢語、西班牙語、丹麥語和日語釋出「事件視界望遠鏡」的第一項重大成果——人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。 此前預期黑洞會形成一個類似陰影的黑暗區域,這正是愛因斯坦廣義相對論所預言的。 不少網友激動地表示:有生之年系列! 照片沖洗費時兩年 2017年4月,事件視界望遠鏡(EHT)專案啟動,這是一個由全球200多位科研人員共同達成的重大國際合作計劃。 EHT透過「甚長基線干涉技術」(VLBI) 和全球多個射電天文臺的協作,構建一個口徑等同於地球直徑的「虛擬」望遠鏡——事件視界望遠鏡。 EHT的「八隻眼睛」位於美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極,這8個射電望遠鏡有單鏡、也有望遠鏡陣列。 它們向選定的目標撒出一條大網,撈回海量資料,勾勒出黑洞的模樣。 據介紹,黑洞照片的「沖洗」用了約兩年時間。 值得一提的是,包括中國科學院上海天文臺在內的一些國內機構也參與了此次國際合作。 為什麼照片看不清? 今天白天,就有不少媒體表示:黑洞的照片可能看不清! 據科普中國解釋,首先,黑洞自身是不發光的,我們看到的發光實際都來自於事件視界外面的物質,並不來自於黑洞本身,但黑洞的存在會在照片上留下「陰影」。 其次,由於黑洞強引力導致的相對論效應,如光線彎曲、引力紅移等,會導致黑洞周圍物質發光的不對稱和扭曲。 此外,事件視界外面的「環境」並不完全乾淨,塵埃、氣體、磁場、噴流等因素都會對事件視界外物質的發光產生影響。 而且,事件視界望遠鏡的解析度畢竟還是有限的,影像的測量和重構過程也很複雜! 補充閱讀 黑洞是什麼? 理論上,黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言存在的一種天體。 它具有的超強引力使得光也無法逃脫它的勢力範圍,該勢力範圍稱作黑洞的半徑或稱作事件視界(event horizon)。 宇宙中,根據質量天文學家們將宇宙中的黑洞分成三類:恆星級質量黑洞(幾十倍-上百倍太陽質量)、超大質量黑洞(幾百萬倍太陽質量以上)和中等質量黑洞(介於兩者之間)。 緻密天體根據質量的分類,圖片來源:NASA 為什麼要研究黑洞? 黑洞就在宇宙中,等著我們去研究。 列舉幾個有意思的理由: 第一,在我們居住的銀河系中心就有一個超大質量黑洞,它的質量大約400多萬倍太陽質量。 第二,大家可能會問,這顆超大質量黑洞會影響我們的生活嗎? 第三,銀河系中除了這個超大質量黑洞外,還有很多恆星級黑洞,它們和我們有關係嗎? 第四,黑洞和它所在的星系之間究竟有什麼關係,這是我們非常關心的領域。 黑洞自身有一堆秘密,讓人著迷。 真的有黑洞嗎? 黑洞的名字,乍一聽,黑的洞,那是不是表明沒法看見;如果沒法看見,那怎麼就知道它存在呢? 在這次拍照前,天文學家們是透過各種間接的證據來表明黑洞的存在,主要有三類代表性證據。 第一,恆星、氣體的運動透露了黑洞的蹤跡。 黑洞有強引力,對周圍的恆星、氣體會產生影響,於是我們可以透過觀測這種影響來確認黑洞的存在。 第二,根據黑洞吸積物質(吃東西)發出的光來判斷黑洞的存在。 第三,透過看到黑洞成長的過程「看」見黑洞。 還有很多類似的證據,無不說明了黑洞真實存在。 但這還是間接的,我們想直接「看」到黑洞。 為什麼要給黑洞拍照? 對黑洞陰影的成像將能提供黑洞存在的直接「視覺」證據。 黑洞是具有強引力的,因此給黑洞拍照,最重要的目的是在強引力場的極端環境下驗證愛因斯坦的廣義相對論,並同時細緻研究黑洞周圍的物質吸積和噴流的形成及傳播。 給黑洞拍照,是要拍一張怎樣的照片呢? 廣義相對論預言,由於黑洞的存在,我們將會看到中心區域存在一個由於黑洞視界而形成的陰影(shadow),其周圍環繞一個由吸積或噴流輻射造成的如新月狀的光環,由於黑洞的自旋及與觀測者視線方向的不同,光環的大小約為4.8-5.2倍史瓦西半徑(注:史瓦西半徑指沒有自旋的黑洞的事件視界半徑)。 什麼樣的黑洞適合拍照? 黑洞陰影和周圍環繞的新月般光環是非常非常小的。 在拍照裝置能力有限的情況下,要想拍攝到黑洞的照片,毫無疑問,我們希望找到一個看起來角直徑足夠大的黑洞作為物件。 由於黑洞事件視界的大小與其質量成正比,這也就意味著質量越大,其事件視界越大,因此近鄰的超大質量黑洞是完美的黑洞成像候選體。 位於人馬座方向的銀河系中心黑洞SgrA* 和近鄰射電星系M87的中心黑洞M87* 是兩個目前已知最優的候選體。 銀河系中心黑洞的史瓦西半徑約為10微角秒,其黑洞陰影的角直徑大小相應為47-50微角秒,這相當於一個蘋果在月球上的角直徑大小(月球的角直徑是30角分)。 M87中心的超大質量黑洞(M87*)的黑洞陰影看起來要比銀心的黑洞陰影略小,約為37-40微角秒。 什麼樣的望遠鏡可以對黑洞成像? 要對黑洞成像,必須要保證望遠鏡足夠靈敏,能分辨的細節足夠小,從而能保證看得到和看得清。 滿足這些條件,最好的工具莫過於1967年出現的甚長基線干涉測量(Very Long Baseline Interferometry, VLBI)技術(值得一提的是,該VLBI技術也成功應用於我國嫦娥探月工程的探測器的測定位)。 假定在1毫米波長觀測,一個長度為1萬千米的基線能獲得約21微角秒的分辨本領。 但大家可千萬別以為,只要VLBI陣列的解析度足夠高,就一定能成功給黑洞拍照。 因為,情況沒那麼簡單。 如同觀看電視節目必須選對頻道一樣,對黑洞成像而言,能夠在合適的波段進行VLBI觀測至關重要。 觀測黑洞視界的最佳波段在1毫米附近。 《愛因斯坦說對了!人類首張黑洞照片釋出》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 科學報 cn-n.net,請記得按讚、收藏及分享。
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愛因斯坦說對了!人類首張黑洞照片釋出
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