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黑洞照片嚇了科學家一跳:幸虧離得遠,否則地球生命會被殺光


老孟說天下除了感嘆愛因斯坦的偉大,科學家們有許多要說:薛迅被嚇了一跳,他說「幸虧離得遠,否則強伽馬光就把地球生命殺光了」;左文文則認為,這有...

- 2019年4月12日11時32分
- 科學文摘 / 老孟說天下

老孟說天下

除了感嘆愛因斯坦的偉大,科學家們有許多要說:薛迅被嚇了一跳,他說「幸虧離得遠,否則強伽馬光就把地球生命殺光了」;左文文則認為,這有助於理解黑洞是如何「吃東西的」;路如森則表示,這是黑洞迄今為止最清晰的圖像,相當於在紐約閱讀一份巴黎街頭攤開的報紙。

「第一眼看過去,感覺很親切,就好像之前在哪裡見過。」 中科院國家天文台研究員、中國科學院大學教授、國家天文台恆星級黑洞研究創新小組負責人苟利軍這樣形容他看到黑洞照片的感受。

北京時間4月10日21點07分,全球多地聯合發布了人類捕獲的第一張黑洞照片。照片的主角遠在5000多萬光年之外,位於遙遠的M87星系的中央,質量約為太陽的65億倍。


2019年4月9日,在中國科學院上海天文台,中方團隊成員在討論黑洞照片的成像原理。
新華社 圖 「儘管照片不如很多科幻電影里的清晰,但這次成像除了確認黑洞存在,同時也對愛因斯坦的廣義相對論作出了驗證。」 苟利軍說,此次視介面望遠鏡的工作過程和後來的數據分析過程中,科學家們發現,所觀測到的黑洞陰影和相對論所預言的幾乎完全一致,令人不禁再次感嘆愛因斯坦的偉大。

「希望照片清晰度提高後,能發現一點跟廣義相對論不一致的地方,最好能發現暗物質向黑洞裡面落的跡象,當然這是奢望。」從事量子場論、引力理論和宇宙學研究的華東師範大學物理與材料科學學院教授薛迅說。
4月10日,參與「事件視界望遠鏡」(Event Horizon

Telescope,EHT)項目的中國科學院上海天文台研究員路如森表示,此次,EHT在1.3毫米波觀測到了黑洞迄今為止最清晰的圖像,「EHT的解析度達到了20微角秒,這個精度意味著,你可以在紐約閱讀一份巴黎街頭攤開的報紙。」

中科院上海天文台台長沈志強也在接受媒體採訪時介紹,如今正在測試0.8毫米波段。

那麼0.8毫米波段在目前基礎上會有哪些提高呢?苟利軍表示,照片肯定會更清晰,相比1.3毫米波段,0.8毫米波段的解析度會更高。他相信,未來隨著格陵蘭望遠鏡、基特峰望遠鏡等的加入,期望看到黑洞周圍更多的細節,從而更深入地了解黑洞周圍的氣體運動、區分噴流的產生和集束機制,完善人類對星系演化的認知與理解。


在中國科學院上海天文台副研究員左文文看來,這次給黑洞拍照,有助於理解黑洞是如何「吃東西的」。黑洞的「暗影」區域非常靠近黑洞吞噬物質形成的吸積盤的極內部區域,這裡的信息尤為關鍵,綜合之前觀測獲得的吸積盤更外側的信息,就能更好地重構這個物理過程。

左文文撰文稱,給黑洞拍照有助於理解黑洞噴流的產生和方向。某些朝向黑洞下落的物質在被吞噬之前,會由於磁場的作用,沿著黑洞的轉動方向被噴出去。以前收集的信息多是更大尺度上的,科學家沒法知道在靠近噴流產生的源頭處發生了什麼。

「看了這照片還有一點,嚇一跳,發現噴注的方向差點就對準我們,幸虧離得遠,否則強伽馬光就把地球生命殺光了。看那光環,新月型不明顯,說明噴注平面比較朝向我們,據說差了17°就對準了。」薛迅說。


無論如何,黑洞的這一次亮相意義重大。

苟利軍介紹,科學家們可以通過黑洞陰影的尺寸測量中心黑洞的質量了,這次就對M87中心的黑洞質量做出了一個獨立的測量。在此之前,精確測量黑洞質量的手段非常複雜。

「對M87中央黑洞質量的不同測量方法(氣體動力學vs恆星動力學)所得結果差了近2倍,因此能對M87*成像還是讓人稍有意外的。」左文文認為,對M87黑洞的順利成像絕非EHT的終點站。相反,這一令人興奮的結果必將激發人們對於黑洞研究的更多興趣和熱情。

目前,對2017年M87的觀測數據仍在繼續分析中。研究人員希望通過對輻射的偏振研究來獲取黑洞周圍的磁場性質,這對理解黑洞周圍的物質吸積及噴流形成至關重要。


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