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首张黑洞照片令全球激动不已

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? 黑洞,是现代广义相对论中,宇宙空 间内存在的一种天体。黑洞的引力很 大,使得视界内的逃逸速度大于光速。 “黑洞是时空曲率大到光都无法从其 事件视界逃脱的天体。” ? 黑洞无法直接观测,但可以借由间接 方式得知其存在与质量,并且观测到 它对其他事物的影响。借由物体被吸 入之前的因高热而放出和y射线的“边 缘讯息”,可以获取黑洞存在的讯息。推 测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或 星际云气团绕行轨迹,取得位置以及质量。 ? 北京时间2019年4月10日21时,人类首 张黑洞照片面世,这是物理学伟大的 一天。 ? 照片是在华盛顿,布鲁塞尔,圣地亚 哥,上海,台北和东京同时举行的新 闻发布会上发布的。 ? 照片显示的是位于星系M87中心的黑 洞。这个黑洞距离地球约5500万光年。 ? 尽管质量巨大,但黑洞极难观测。黑 洞的“事件视界”指的是黑洞周围的 物质不能逃逸的区域。 ? 科学家们通过黑洞周围的光环——在 事件视界边沿以极快速度运行的弥散 物质和辐射——勾勒出的黑暗区域来 显示实际的黑洞。这就是所谓黑洞的 “阴影”或“轮廓”。 ? 国际团队10日在全球六处地点同时召 开记者会,宣布史上首次成功拍摄到 位于远离地球的银河系中心的超巨型 黑洞轮廓。此次通过各地射电望远镜 的协作,实现了极高分辨率的观测。 ? 以前曾有观测被黑洞吞噬的气体等释 放X射线的先例,但直接捕捉到连光都 无法逃逸的黑洞尚属首次。 ? 爱因斯坦百年前预言黑洞存在的广义 相对论得到印证,专家予以肯定称, “这是有助于解开谜团重重的黑洞性 质的诺贝尔奖级别成果”。 ? 天文学家们周三在华盛顿公布了这张 照片。他们集成了全球八台射电望远 镜收集的数据,显示出了一个超大质 量黑洞附*的狂暴环境。这张照片看 起来像是一只发光的眼睛。 ? 一个黑洞的一张天文照片将代表天体 物理学的一个巨大突破,也代表一个 世纪以来理论和观测工作的最高成果。 ? 甚至在一两代人之前,科学家还不完 全确信黑洞的存在,因为尽管从数学 计算角度而言黑洞看起来的确存在, 但此前观测到的证据都并非直接证据。 ? 天体物理学家希望此次公布的结果能 够加深对爱因斯坦广义相对论的理解。 ? 这张照片将显示黑洞如何扭曲周围的 空间,包括扭曲黑洞背后的光线,从 而使我们能从地球上观测到这些光 线——这是一种引力透镜效应。 ? 耶鲁大学天体物理学家纳塔拉詹说: “这就好比能够看到你的后脑勺。” ? 最终,全世界将看到一个黑洞——不 是艺术家的想象,也不是计算机生成 的模拟图,而是实实在在的黑洞。 ? 全世界能看到首张黑洞照片,是因为 世界各地的射电望远镜加入了一个为 期两年的项目,以创造一个几乎与地 球同样大小的虚拟无线电天线,这使 天文学家能够捕获宇宙深处的微弱信 号。 ? 中国天文学家不惧困难,热情投入事 件视界望远镜项目。不清楚这个项目 的200多名研究者中有多少来自中国, 但在北京大学物理学院天文学系主任 吴学兵看来,他们为这张黑洞照片的 问世“作出重要贡献”。吴学兵所在 的天文学系参与了这个项目。 ? 中国的贡献包括提供资金,计算机建 模和数据分析。事件视界望远镜阵列 的观测只持续数小时,但研究人员需 要很长时间将这些碎片化的图像合成 一幅完整,可信的照片。吴学兵说: “处理的数据量非常大。任何一国都 无法实现这样 的成就,需要全球合 作。” ? 在任何一场有关天文学的讲座上,都 可能有听众提出“什么是黑洞”这个 问题。人人都在讨论黑洞,黑洞成为 有关浩瀚宇宙的最引人关注的话题。 很多影片也将黑洞作为故事情节发展 的关键元素。 ? 对黑洞的好奇让很多人走进了物理知识 的大门。此类物理知识无关日常生活, 却与浩瀚的宇宙有关。在天体物理学爱 好者的心目中,黑洞就是一个巨大的物 理实验室。 ? 虽然科学家从18世纪就开始猜测黑洞的 存在,但直到最*几年黑洞的存在才 得到证实。最强有力的证据来自激光 干涉仪引力波观测台,它在2016年宣布 发现一个巨大且非常遥远的引力波来 源,称其是深空中两个黑洞相撞时发 出的。这是第一次以直接的方式证明 黑洞的存在。 ? 黑洞是极端之地。黑洞内的物质是如此 高度压缩,以至于没有什么能逃脱它们 极强的引力。黑洞内部的逃逸速度大于 光速,所以连光也无法逃至黑洞之外。 因此,黑洞实际上不可见——这就是其 名称的由来。 ? 问:那么,如何对黑洞进行观测? ? 答:尽管黑洞自身不可见,但其吞噬的 物质背叛了它们。任何处于黑洞周围所 谓事件视界以内的物质都会被吞噬。由 于存在极大的引力加速度,坠入黑洞的 物质会升至数以百万摄氏度计的高温, 随后释放出X射线闪光。X射线望远镜能 够记录这种特异性闪光。 ? 问:黑洞有多大? ? 答:宇宙中可能存在几乎所有大小的 黑洞,从与我们的太阳质量相同的黑 洞,到质量达到数十亿个太阳的黑洞。 ? 问:黑洞能存在多久? ? 答:即使黑洞也并非是永久存在的。 根据量子物理学,在巨大的力场中, 正反粒子对不断自发形成。它们瞬间 被再次摧毁。霍金曾这样描述:所谓 的霍金辐射导致黑洞在漫长时间里十 分缓慢地消失。黑洞越大,其消失所 需时间就越长。迄今为止仅在理论上 被描述过的微型黑洞会瞬间消失。



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