人類試拍黑洞照片長啥樣?

人類終于想要拍攝黑洞的第一張“照片”，這是一項令人興奮和具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。由世界不同地區(qū)的八架射電望遠鏡組成的“事件視覺望遠鏡”于4月5日開放。這個直徑相當于地球的虛擬望遠鏡將在未來10天內(nèi)嘗試觀察銀河系中心的超級黑洞“射手座A *”。

美國國家科學(xué)基金會是其中一些望遠鏡的資助者。同一天，該基金會主席弗朗斯科爾多瓦在一份聲明中說，事件視覺望遠鏡將試圖在銀河系中心拍攝黑洞的第一張“照片”，這是一項“令人興奮和具有挑戰(zhàn)性的工作”，并將有助于驗證一些基礎(chǔ)物理理論。

黑洞是一種體積小、質(zhì)量大的天體，具有很強的引力。在它周圍的某個區(qū)域，連光都逃不掉。這個區(qū)域被稱為“事件視界”。事件視界望遠鏡實際上試圖觀察黑洞事件視界。

射手座A *距離地球26000光年。根據(jù)科學(xué)家的說法，給射手座A *拍照，大致相當于給月球表面的一個葡萄柚拍照，所以需要使用地球大小的虛擬望遠鏡。此外，事件視覺望遠鏡還將觀察附近星系M87的中心黑洞。

拍攝黑洞的照片并不容易。天文學(xué)家需要幾個月的時間來整理和分析這10天獲得的觀測數(shù)據(jù)，預(yù)計黑洞的第一張“照片”將于2018年發(fā)布。

黑洞的照片是怎么出來的?

通過多年的觀察，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)大量的氣體和塵埃活躍在銀河系的中心區(qū)域，銀河系以高速繞著黑洞運行，被加熱到數(shù)十億度，在不同的波段發(fā)射出大量的輻射。雖然從可見光到X射線的輻射被星際塵埃阻擋，但是無線波段還是可以看到的!

然而，單個射電望遠鏡，即使是世界上最大的中國眼，直徑也只有500米。與地球一樣大的眼睛相比，就像螢火蟲和太陽一樣，它可以讓凱撒大帝陷入無盡的絕望。

然而，雖然我們的眼睛沒有地球大，但我們有超越我們星球甚至我們的太陽系——整個銀河系的非凡認知。科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，如果將分布在世界各地的射電望遠鏡連接起來，利用該算法形成一個孔徑相當于地球直徑的虛擬望遠鏡，可以協(xié)調(diào)每個獨立望遠鏡同時觀測同一目標的數(shù)據(jù)，其分辨率可以提高到觀測黑洞事件視界尺度結(jié)構(gòu)的程度。

這個名為“EHT事件視界望遠鏡”的項目于2012年在美國亞利桑那州，啟動，有來自12個國家的30多所大學(xué)、天文臺、政府和研究機構(gòu)參與。2017年4月，在銀河系射手座A*和M87星系中心進行了為期10天的全球在線觀測。動員的射電望遠鏡包括南極角智利， 南極望遠鏡的阿塔卡馬大毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)，以及美國， 歐洲等地，形成了一個直徑超過12000公里的巨大虛擬望遠鏡。

由于數(shù)據(jù)龐大，無法通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，觀測完成后，所有數(shù)據(jù)通過硬盤空運到位于馬薩諸塞， 美國的州麻省理工大學(xué)海斯塔克天文臺。以及波恩， 德國，的馬克斯普朗克射電天文學(xué)研究所，來自南極的數(shù)據(jù)甚至直到那年10月的冬天之后才交付。

看到第一個黑洞有多難?

雖然銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞的質(zhì)量是太陽的400萬倍，但它的直徑只有4400萬公里，也就是說，它的地平線不到水星軌道的一半。

也許你會說，有這么大嗎?還真不小!問題是銀河系中心距離我們26000光年。根據(jù)科學(xué)家的說法，看到這個黑洞，就相當于從地球上看到了月球上的一個檸檬!

除非我們的眼睛和地球一樣大，否則什么都不能說!

即使你的眼睛真的和地球一樣大，你也看不見它們，因為在銀河系中心的黑洞和我們的地球之間有一個巨大的塵埃環(huán)，它擋住了我們的視線。否則，當我們晚上仰望星空時，黑洞射手座A*會亮很多。

似乎沒有出路，人類活該被浩瀚的宇宙無視，卑微地生活在塵封的地球上?但是，我們是高度智慧的存在，我們在挑戰(zhàn)宇宙的規(guī)律。沒有什么我們不能做的。

成功拍攝黑洞的照片有什么意義?

首先，拍攝黑洞的照片使我們能夠了解黑洞的更多細節(jié)，并幫助天文學(xué)家了解噴流和吸積盤的形成機制，這是由北京師范大學(xué)物理學(xué)副教授張宏寶，介紹的。其次，黑洞是位于銀河系中心的一個巨大的黑洞，它被認為與整個星系的演化密切相關(guān)。觀察到的黑洞圖像有望揭示兩者之間的關(guān)系和機制。

此外，廣義相對論在黑洞附近的影響非常明顯。100多年前，愛因斯坦提出了廣義相對論，把時間和空間結(jié)合成四維時空，并提出引力可以看作是時空的扭曲。這個理論做出了很多重要的預(yù)測。其中一個其中定律是，當一個物體的質(zhì)量不斷坍縮時，它可以隱藏在事件視界中。在黑洞的這個“勢力范圍”里，引力是如此強大，以至于連光都無法逃脫。

拍攝黑洞讓我們有機會檢驗黑洞附近的真實情況是否符合廣義相對論的理論預(yù)測，并再次檢驗廣義相對論。

這幅圖像具有非同尋常的意義，它為黑洞的存在提供了直接的“視覺”證據(jù)，以及詳細研究黑洞附近的物質(zhì)吸積和相對論噴流成為可能，并使得在強引力場下驗證愛因斯坦廣義相對論。據(jù)報道，這次發(fā)布的黑洞圖像揭示了位于M87中心的黑洞，M87是處女座星系團中的一個超大質(zhì)量星系，距離地球5500萬光年，質(zhì)量是太陽的65億倍。圖像的許多特征與愛因斯坦廣義相對論的預(yù)測完全一致，進一步驗證了強引力極端環(huán)境下的廣義相對論。通過研究這幅圖像，人類將會揭示更多像黑洞那樣的天體的本質(zhì)。

希望銀河系中心黑洞的照片能盡快出來，因為它的表觀直徑會比M87黑洞更大更清晰。

人類試拍黑洞照片得成型雖然沒有想象中那么宏大，但是是科技的進步，希望后續(xù)能有更重要的照片出現(xiàn)。中國的衛(wèi)星發(fā)射中心，你知道有哪些呢?一起來看看。