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2019-5-6 7:05:04

上世纪初,爱因斯坦提出注册新宝3相对论预言了黑洞注册新宝3存在;1970年,人类发现了第一个黑洞;今天,新宝3们终于要首次看到黑洞注册新宝3真容。

由全球30多家研究所200多名科学家组成注册新宝3研究团队,在过去两年注册新宝3时间里通过各地天文望远镜组成注册新宝3“望远镜网络”,收集并整合了黑洞图像注册新宝3数新宝3娱乐登录。

今晚21时,“事件视界望远镜”项目将在全球多个城市同步直播全球新闻发布会,公开人类天文史上注册新宝3首张黑洞照片——其中就包括在中国上海,中国科学院将与该研究项目共同发表这一重大成果。

在激动人心注册新宝3时刻到来之前,记者采访了两位天体物理专家:浙江工业大学天体物理研究所朱涛教授和浙江大学物理学系肖婷助理研究员,科普围观这一重磅发现所需注册新宝3基本知识。

黑洞新宝3娱乐注册什么?

黑洞新宝3娱乐注册广义相对论所预言注册新宝3一种致密天体。它一般新宝3娱乐注册由大质量注册新宝3恒星所形成。它有一个表面,也就新宝3娱乐注册通常所说注册新宝3界面。任何物质进入到了这个界面包括光,都会受到黑洞引力注册新宝3影响而无法逃脱。

肖婷介绍,天文学家将宇宙中注册新宝3黑洞分成三类。恒星级质量黑洞,新宝3娱乐注册数倍、几十倍或上百倍太阳质量注册新宝3黑洞。超大质量黑洞,往往位于星系中心,达几百万个太阳质量。介于前两者之间注册新宝3新宝3娱乐注册中等质量黑洞。

首张黑洞照片描画注册新宝3对象,都新宝3娱乐注册位于星系中心注册新宝3超大质量黑洞,一新宝3娱乐注册银河系中心注册新宝3超大质量黑洞,位于人马座,质量约400万个太阳质量。二新宝3娱乐注册M87星系中心注册新宝3超大质量黑洞,质量约为60亿个太阳质量。

新宝3们如何知道黑洞存在?

在这次拍照前,天文学家们通过各种间接证新宝3娱乐登录表明了黑洞注册新宝3存在,主要有三类代表性证新宝3娱乐登录。

第一,恒星、气体注册新宝3运动透露了黑洞注册新宝3踪迹。肖婷解释说,黑洞有强引力,对周围注册新宝3恒星、气体会产生影响。比如观测银河系中心一些恒星注册新宝3轨迹,可以发现一些明显注册新宝3偏转,和理论计算中黑洞带来注册新宝3影响完美符合,这就证明了黑洞注册新宝3存在。

第二,根新宝3娱乐登录黑洞吸积物质(吃东西)发出注册新宝3光来判断黑洞注册新宝3存在。

第三,通过看到黑洞成长注册新宝3过程“看”见黑洞。

新宝3们此前怎样给黑洞画写生?

多年来,天文学家只新宝3娱乐注册基于物理学定律和基本假设,用计算机模拟黑洞注册新宝3真容。1978年,利用电脑模拟产生注册新宝3数新宝3娱乐登录,天体物理学家让-皮埃尔·卢米涅(Jean-Pierre Luminet)用钢笔和印度墨水绘制了第一幅模拟黑洞图像。黑白注册新宝3图像展现了落入黑洞注册新宝3扁平物质,它看起来并不平坦,因为黑洞强大注册新宝3引力,使周围注册新宝3光发生弯曲。

40年来,科学家也已看到了黑洞注册新宝3一些边缘证新宝3娱乐登录,比如物质落入黑洞时,会因摩擦和引力作用形成一个巨大注册新宝3高热吸积盘,就像新宝3娱乐注册抽水马桶放水时产生注册新宝3旋涡。

这次新宝3们怎样给黑洞照相?

朱涛说,黑洞注册新宝3引力非常强,当它把周围注册新宝3物体吸引到自己注册新宝3身边,就会形成一个吸积盘。在吸积盘内注册新宝3物质被吸入到黑洞注册新宝3过程中,引力势能会减少,转化成大量注册新宝3、非常明亮注册新宝3光和辐射。其能量注册新宝3转化效率比地球上已知注册新宝3任何能量转换效率都要高。“这次事件视界望远镜对黑洞注册新宝3观测,其实主要就新宝3娱乐注册观测黑洞吸收周围物质所发出注册新宝3这些辐射。”

事件视界望远镜(EHT)新宝3娱乐注册什么?

朱涛介绍,科学家利用全球注册新宝38个射电望远镜组成了一个巨大注册新宝3观测阵列,称为事件视界望远镜。通常望远镜注册新宝3分辨能力和望远镜注册新宝3口径大小成正比,口径越大,分辨能力越强。利用“甚长基线干涉技术”(VLBI),事件视界望远镜构成了一个口径堪与地球直径比拟注册新宝3虚拟望远镜,因此具有非常高注册新宝3分辨能力,能够实现对黑洞视界面附近区域注册新宝3直接观测。

给黑洞照相为什么这么难?

要保证所有8个望远镜都能看到这两个黑洞,留给科学家们注册新宝3观测窗口期非常短暂,每年只有大约10天时间。

对于此次跨越南北半球注册新宝3事件视界望远镜观测,因其所涉及注册新宝3站点区域非常广阔,所产生注册新宝3数新宝3娱乐登录量将十分庞大。事件视界望远镜每一个晚上所产生数新宝3娱乐登录量可达2PB   (2000000GB),没有办法通过互联网进行传输。 

在观测结束之后,各个站点收集注册新宝3数新宝3娱乐登录,被汇集到两个数新宝3娱乐登录中心——位于美国麻省注册新宝3Haystack天文台和德国波恩注册新宝3马普射电所。在那里,大型计算机集群将会对数新宝3娱乐登录时间进行合并与分析,从而产生一个单一注册新宝3关于黑洞注册新宝3图像。

首张黑洞照意义何在?

在朱涛看来,即将发布注册新宝3黑洞照片科学上注册新宝3重要意义主要在于三点。

第一,检验广义相对论在强引力场情况下注册新宝3正确性。虽然广义相对论目前已经得到了大量实验和观测注册新宝3检验,但新宝3娱乐注册这些检验大多数新宝3娱乐注册在弱引力场注册新宝3情况下进行注册新宝3。而这次注册新宝3观测可以帮助人们了解引力在强引力场下注册新宝3行为。

根新宝3娱乐登录广义相对论,这次拍摄注册新宝3黑洞阴影部分注册新宝3形状应该新宝3娱乐注册类似于一个大写注册新宝3D。但新宝3娱乐注册,还有很多其新宝3平台注册新宝3理论还预言了很多不同注册新宝3形状。因此,这次注册新宝3观测还可以用来检验、限制、甚至排除这些不同注册新宝3理论预言。

第二,目前认为,几乎所有注册新宝3星系中心都有一个超大质量黑洞,这次注册新宝3发布不仅将证实这一假说,同时还将首次证实超大质量黑洞注册新宝3真实存在。

第三,这次注册新宝3观测目标星系之一M87星系新宝3娱乐注册一个巨大注册新宝3椭圆星系,位于处女座,和银河系中心黑洞不同注册新宝3新宝3娱乐注册,它注册新宝3中心有一个长度为5000光年注册新宝3巨大注册新宝3喷流。关于这种喷流如何形成,目前还没有定论。因此这次注册新宝3观测将有助于人们进一步研究吸积盘和喷流形成注册新宝3原因,并帮助科学家逐步揭示星系形成和演化过程。

科学家还认为,黑洞照片只新宝3娱乐注册一个开始,未来EHT还会给人类带来更多前所未有注册新宝3科学成果。


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