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【资讯】花了两年时间冲洗,人类史上首张黑洞照片面世!

2019-04-16 | 人围观 | 评论:

事件视界望远镜项目起源于2006年,来自全球30多个研究所的科学家们开展了一项雄心勃勃的庞大观测计划——给黑洞拍摄一张照片。

这颗黑洞很大,却很难看清。

这个黑洞虽然尺寸很大,但是它距离我们5500万光年。EHT负责人Doeleman博士这样形容:好比你在纽约,去细数远在洛杉矶的一个高尔夫球上的凹槽。

即使是哈勃望远镜也无法达到这么高的分辨率,需要在原来的基础上提高1000倍才能看见这颗黑洞。提高分辨率的方法之一是增大望远镜的口径。

为此,科学家们制造了一个口径和地球一样大的望远镜。准确地说,是一个遍布全球的射电望远镜网络,由8个分布在欧洲、美洲、南极洲的望远镜组成。

这八个望远镜,分别长成这个样子。

通过甚长基线干涉测量法(VLBI),这8个望远镜的数据实现了相互关联,等效于一个口径和地球一样大的望远镜。

Doeleman博士打了个通俗的比方,如果有人将手指浸入池塘并产生涟漪,沿岸安装了潮汐测量仪,你可以通过记录每个波峰到达岸边的时间来找出涟漪的来源。

如果有两个手指伸入水中,那么涟漪会相互干涉,有些地方的波动会放大,有些地方的波动会消失。一些潮汐测量仪会测量出特别大的波峰,而另一些会测量出较弱的信号。通过分析这种模式,我们可以知道远处发生了什么。

在地球上,科学家们记录着无线电波到达的信号,并用高精度的原子钟进行同步。有了来自不同观测站望远镜的数据,科学家们就能重建出一幅发生在数万光年之外的图像。

但是8个望远镜的数据并不能获得黑洞的实时图像。EHT一个晚上产生的数据量就达到2PB(约2000TB),无法通过互联网发送,因此不可能实时分析所有观测站的数据。

Doeleman博士开玩笑说,载有硬盘的飞机比网线的带宽要高得多,科学家们需要把各个地方存有数据的硬盘带到麻省理工和马普研究所,由超级计算机进行处理。

在EHT发现黑洞的过程也有中国科学家的参与,中科院上海天文台是EHT的合作机构之一。2005年,由上海天文台副台长沈志强领导的小组,将另一个黑洞候选者人马座A *的位置缩小到1.5亿公里的区域内。

在EHT公布照片之前的几十年,科学家们一直在用各种“曲线救国”的手段苦苦寻找黑洞存在的证据。

纪念霍金

在广义相对论提出的100年后,人类用黑洞照片又一次证明了它的正确性。除了爱因斯坦,在黑洞问题上,还有一位物理学家——霍金——做出了许多理论贡献,他提出的霍金辐射、黑洞无毛定理随着那本《时间简史》成为大众熟知的概念。

2017年4月,人类完成了黑洞照片的拍摄工作,随后进入了漫长的数据处理过程。2018年3月14日,霍金突然逝世。

昨天,第一张黑洞照片终于发布,这或许是对霍金最好的悼念。

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