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第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

 

昨天,人类历史上首张黑洞照片全球正式发布!

EHT(Event Horizon Telescope,事件视界望远镜项目)在全球六地(比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿),时召开新闻发布会,面向全球发布该项重大天文成果。

此次发布的黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞,其距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。该图像的许多特征与爱因斯坦广义相对论的预言完全一致,在强引力极端环境下进一步验证了广义相对论。

 

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

 

众人关注的目标名为人马座A*。这个黑洞位于人马座方位,距地球约2.6万光年,相当于24.6亿亿千米。(没错,就是这么远。)因为人马座A*处于银河系的中心,而地球位于银河系的“郊区”(确切地说位于猎户旋臂上),所以肯定隔着一大段距离。

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

 

图为人马座A*,也就是位于银河系中心的黑洞,这实际上是“事件视界望远镜”项目团队用计算机模拟生成的图像。科学家希望到近期能够获取真正的黑洞照片。

这张照片冲洗用了两年时间,然而人类世界对它的期待和想象,已经超越了百年。

自1873年黑洞的猜想首次提出,到1974年的“霍金辐射”理论,在学术界得到了广泛的肯定,再到如今首张黑洞照片面世,中间包含了多少科研工作者夜以继日的汗水,我们无从得知,黑洞这一宇宙的奇观,让全人类为之魂牵梦萦。

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

 

然而最开始的时候,这个名为“事件视界望远镜”(Event Horizon Telescope,简称 EHT)的项目,怎么看都不太靠谱,当时业内人士都认为这些天文学家不太可能成功。

首先,遥远的距离就是一大难题。即时要拍摄的这个黑洞体积颇为庞大——直径约为太阳的20倍,但隔了那么远,它就会显得非常小。观测的难度就跟人站在地球上,却要在月球表面寻找一个乒乓球一样。

但距离还不是该项目遇到的唯一障碍,拍摄对象本身就带来了难题。顾名思义,黑洞是黑的,而太空背景也是黑的。换句话说,我们要在黑色的背景中找出黑色的圆点,这对比度实在是很有挑战性。

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

 

除此之外,人马座A*周围还存在着大量尘气云,就如同一片幕布把舞台遮得严严实实,挡住了我们观察的视线。

这些困难叠加在一起,的确令人气馁。不过,参与“事件视界望远镜”项目的科学家已做好了迎难而上的准备。坦白来讲,这是个有点疯狂的项目,堪称是一场史无前例的黑洞“摄猎”,共有200多名科学家、工程师和技术人员参与其中,调动了散布于全球9个天文台的力量,两年的艰难攻关,终于利用干涉测量法成功收集并整合出黑洞的图像数据。

在浩渺的宇宙面前,人类如此渺小。然而小如蝼蚁,人类也从未放弃对这片宇宙的追索,正如屈原所讲,“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”

我们来欣赏一下人类拍摄到的星云照片,这是宇宙另一道瑰丽壮阔的景观。

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

2930万光年之外的草帽星云

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

6300光年之外的蟹状星云

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

17万光年之外的蝴蝶星云

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

令人目眩神迷的彼岸花星云

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

人马座A*

科学家一直坚信,在银河系的中心,存在一个巨型黑洞,也就是此次面世的人马座A*。

今天,我们共同成为历史的见证者,是人类历史上首批目睹黑洞样貌的人。也许人类很渺小,但是人类探索星空的勇气永不枯竭。

最后以卡尔·萨根在《暗淡蓝点》里的一段话作结:

(1990年,旅行者1号于距地球64亿公里处最后一次回望母星,拍摄下地球的照片)

“我们成功地拍摄了这张照片,当你看它,会看到一个小点。那就是这里,那就是家园,那就是我们。

你所爱的每个人,认识的每个人,听说过的每个人,历史上的每个人,都在它上面活过了一生。

我们物种历史上的所有欢乐和痛苦,千万种言之凿凿的宗教、意识形态和经济思想,所有狩猎者和采集者,

所有英雄和懦夫,所有文明的创造者和毁灭者,

所有的皇帝和农夫,所有热恋中的年轻人,所有的父母、满怀希望的孩子、

发明者和探索者,所有道德导师,所有腐败的政客,所有‘超级明星’,

所有‘最高领袖’,所有圣徒 和罪人

——都发生在这颗悬浮在太阳光中的尘埃上。”

第一张“黑洞”照片面世,背后的过程有多难?

红圈内的暗淡蓝点即为地球

2019年4月16日 08:59