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      跨越5500万光年的曝光:原来你是这样的黑洞

      2019-04-11 09:28:56 [来源:新华网] [责编:曾晓晨]
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      这是人类史上首张黑洞照片。新华社发

      2019年4月10日,人类终于看见黑洞真容!这张在全球多地同步公布的“大片”,证实了神秘天体黑洞的存在,也使得爱因斯坦的百年猜想终得检验!

      经过10多年准备,四大洲8个观测点组成虚拟望远镜网络——一个如同地球直?#27934;?#23567;的事件视界望远镜,在集齐所有观测数据并深度分析后,让黑洞终于拥有了一张“正面照”。

      为何要给黑洞拍照?获得这张照片有多难?人类合作探究宇宙还将揭示哪些新的奥秘?记者第一时间采访了参与国际合作的中外科学家,?#28304;?#20316;出解答。

      1 首次“看到”黑洞 爱因斯坦说对了

      浩瀚星空中,黑洞是极神秘又惹人遐思的天体。 它,“吞噬”一切,连光也无法逃脱。它,体积小、质?#30475;螅?#21487;以弯曲周围的时空。它的“前世今生”带着重重谜团,让人好奇无比。百余年来,人类探寻黑洞奥秘的脚步?#28216;?#20572;歇。

      从爱因斯坦的广义相?#26376;?#29575;先预言黑洞的存在,到惠勒提出“黑洞?#22791;拍睿?#20877;到霍金提出“黑洞是时空的扭曲者”……科学家们日益相信,宇宙中存在许多大小不一的黑洞,甚至在银河系的中心就有一个超大黑洞。

      多年来,一些间接证据陆续证实黑洞的存在,人类不断插上科幻翅膀勾画黑洞容颜。

      科幻电影也在不断“幻想”黑洞影像。在电影《星际穿越》中,黑洞“卡冈图雅”是那深不见底的黑色中心与明亮立体的气体圆圈。

      就在4年前,两个黑洞合并产生的引力波信号被科学家“捕捉”到,成为科学界的一个里程碑事件,人类开始“听”到黑洞。

      这一次,人类终于眼见为实。

      此次露出真容的黑洞,位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环!

      “观测结果与理论预言非常一致,这证实在黑洞这样的极端条件下,广义相?#26376;?#20173;然成立。”中国科学院上海天文台台长沈志强说,先辈科学家为我们这个世界搭建的理论模?#20572;?#20877;次经受住考验。

      2 拍照难在哪 用难以想象的计划寻找“至暗信号”

      给黑洞拍照的难点,在参与此次大科学计划的专家眼中,可?#26434;?#19977;个字来形容:“小”“暗”“扰”——细节太小,信号太暗,干扰太多。

      黑洞如此遥远,寻找它如同从地球观察月球上的一个橘子,需要的望远镜口径超乎想象。况?#36965;?#36825;个望远镜还要足够灵敏,?#25293;堋?#30475;”得清极其微小的细节。

      自400多年?#30334;?#21033;略发明望远镜以来,人类科技水平的飞速提升让望远镜的口径越来越大、“分工”越来越细。但要给黑洞拍照,依靠人类现有任何单个天文望远镜都远远?#36824;弧?

      这是一个难以想象的大科学计划?#27827;?#20998;布全球的8个观测点,组成一个口径如地球直?#27934;?#23567;的虚拟望远镜。条件?#37327;?#30340;观测点,包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的内华达山脉、智利的阿塔卡马沙漠、南极点等。

      要顺利拍照,不仅要“看”得远,还要选对频道。“对黑洞?#19978;?#32780;言,最佳的波段进行观测至关重要,这个波段就在1毫米附近,?#19978;?#30340;?#30452;?#29575;相当于能在黑龙江漠河阅读南沙群岛上的一张报纸。”上海天文台研究员路如森说。

      拍照难,洗照也不?#20303;?#26395;远镜记录下的海量数据,需要进行复杂的后期处理和分析,?#25293;?#33719;取最终的黑洞图像。

      以2017年4月的观测为例,每个台站的数据率达到惊人的32GB/秒,8个台站在5天观测期间?#24067;?#24405;约3500TB的数据。专家表示,如果是像看电影一样不间断地看,这些数据至少需要500多年?#25293;?#30475;完。

      该国际合作项目负责人、哈佛大学教授谢泼德·多尔曼表示,10多年来,正是?#38469;?#30340;突破、新望远镜的建成,最终使人类能够“看到”黑洞。

      3 跻身一流 中国成为国际科学合作重要参与者

      从首张月背照片到首张黑洞照片,人类观测宇宙的新窗口正在不断打开。在探索宇宙奥秘的征程中,中国也不断贡献着智慧。

      我国科学家全程参与了给黑洞拍照这项国际合作,在早期推动这一项国际合作、望远镜观测时间申请、夏威夷望远镜观测运?#23567;?#21518;期数据处理和理论分析等方面均作出了贡?#20303;?

      从“中国天眼”(FAST)到“世界巨眼”(SKA),从人类基因组测序到泛第三极环境研究,近年来,中国参与国际合作的广度和深度不断加大,在吸收世界创新养分的同时,也不断贡?#23383;?#22269;智慧。

      随着全球射电天文学方兴未艾,接连涌现类星体、脉冲星、星际分子和微波背景辐射四大天文发现。近年来,我国陆续建成多座射电望远镜,口?#27934;?5米到65米再到500米,从追赶到并跑,天文学研究开始逐步跻身一流。

      “过去一二十年间,中国在射电天体物理学、天文学等领域取得了巨大进展,在此次国际合作中做出了不可或缺的贡?#20303;!?#33655;兰奈?#27867;?#22823;学教授海诺·法尔克说,随着中国的射电干涉测量?#21534;?#31354;探索能力迅速增长,中国将成为国际科学合作的重要参与者。

      黑洞的顺利?#19978;?#19981;是终点。

      主持欧洲地区发布会的德国马克斯·普朗克射电天文研究所所长?#25429;?#23697;苏斯强调,未来还将增加望远镜的数量,甚至对新的黑洞进行观测,继续验证广义相?#26376;?#30340;有关预测,借此了解星系的形成?#33073;?#36827;,为人类解开更多奥秘……

      (据新华社上海4月10日电)

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