人类史上首张黑洞照片面世!可网友们竟忙着干这件事……

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来源:河南经济广播 发布日期:2019-04-11 16:43 浏览:29次

万众瞩目下,

北京时间10日晚9时许,

包括中国在内,

全球多地天文学家同步公布了黑洞“真容”。

百余年前,爱因斯坦的广义相对论率先对黑洞作出预言,从此成为许多科幻电影的灵感源泉。科学家陆续通过一些间接证据证实了黑洞的存在,但人类始终没有真正“看到”过黑洞。

人类史上首张黑洞照片。新华社发

而本次在视界面望远镜的工作过程和后来的数据分析过程中,科学家们发现,所观测到的黑洞阴影和相对论所预言的几乎完全一致,令人不禁再次感叹爱因斯坦的伟大。


“希望第一张黑洞照片如同我预言的一样”(网友插画)

有生之年,我们竟然看见了黑洞的脸!网上的讨论也热闹极了。有人赞美科学的神奇,有人感叹有生之年,更多的人则大开脑洞,这黑洞像啥呀?甜甜圈……


围绕黑洞“真容”

网友开始了首届黑洞P图大赛

再大的黑洞,也大不过段子手的脑洞

段子手们也来蹭热度

有生之年,见证历史。

嘿,你好,黑洞!

哇,天大的甜甜圈!

这些脑洞就像被黑洞吸了一样,

收也收不住啊!

这位亮了!

更多网友热评:  

@开心的游戏酱:可爱的鸡蛋黄?

@四維SwX7:哎…素颜毁所有

@廖曦兮啊:哇噢!!!我还以为就是一张黑色的照片

@爬梯小姐姐o-o:哇塞,我是第一批肉眼看见黑洞的人耶~索伦眼

@茉莉:黑洞正式改名为红圈??

@软软:敲黑板!划重点,今年高考物理重点

@苏越:看了一晚上,这...柿子饼??

@岚风 :感觉像肠道……

@陈小小:都教授你在里面吗?收到请回答



那些在微博上对着黑洞许愿的小伙伴,

不怕自己的愿望都被吸走吗?

人类文明上下几千年、

黑洞传说出现百年来,

我们是第一批“看见”黑洞的人类!

请看视频·什么是黑洞?



尽管在《星际穿越》等科幻电影中,我们曾一次次“真切”地领略黑洞的瑰丽,但那些画面都只是导演们“一厢情愿”的想象,黑洞到底长啥样没人真正见过。

约100年前,以爱因斯坦为代表的伟大科学家预言,大质量恒星在燃料耗尽、生命终结之后会向内部中心区域崩塌、集聚,最终形成黑洞。

早期,黑洞只存在于牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论的公式和方程中,因为太过“超出人类理解”,就连最早预言的人都怀疑黑洞的真实存在。“直至2015年,人类首次探测到两个黑洞合并所产生的引力波,才强有力地证明了黑洞的存在,但那仍只是间接证明。”参与此次国际合作的中科院上海天文台台长沈志强说。

所以,无图无真相,在没有眼见为实“看到”黑洞之前,它一直是“传说”。


此前,黑洞确凿地存在于科学家们无数的推测数据中,但我们始终未曾与其谋面。如今,人类终于为黑洞拍下了第一张照片。

沈志强指着这张照片说:“人类拍到的这个黑洞,位于室女座星系团中一个超大质量星系——M87的中心,距离地球5500万光年。我们所在的银河系也是‘室女座’星系团的一员。”

4月9日,在中科院上海天文台,中方团队成员路如森研究员(右)和黄磊副研究员在讨论黑洞照片的成像原理。新华社记者 金立旺 摄



在多数人的想象中,黑洞之“大”超出人类对于大尺寸数量级的直观认知。但准确说,“黑洞只是质量和密度超乎想象的大,比如这次拍到的黑洞质量是太阳的65亿倍,属于超大质量黑洞,但体积却非常小,小到在其内部几乎没有空隙。”参与此次国际合作的中科院上海天文台研究员路如森说。

举个例子,“如果我们要将太阳变成黑洞,必须将太阳压缩到一个半径只有3000米的空间内。”沈志强说,而一旦太阳被压缩到这么小的空间内,就可以改名叫“黑洞”了,它拥有超强引力“先天基因”,可“吞噬”周围的气体、尘埃,乃至临近的恒星系和较小的黑洞。超强引力帮助黑洞以极其暴力的方式“跑马圈地”,宣誓自己的“势力范围”。

请看视频·拍摄黑洞照片使用的技术


参与此次国际合作的、论文发表工作组五成员之一、中科院上海天文台副台长袁峰说:“照片中,黑色圆影的中央‘隐藏’着黑洞的真身。圆影外侧新月形的光环是黑洞周围气体发出的光,所以,准确说,首张黑洞‘写真’拍到的是黑洞的‘轮廓’”。

黑洞像个“至暗无底洞”,即便大名鼎鼎的“最牛飞毛腿”——光也难逃“魔洞”。但已故科学家斯蒂芬·霍金推断,黑洞并不像想象的那么黑,事物可以从黑洞逃脱。

哪个是真?哪个是假?

“从照片上看,黑洞的势力范围之内的确漆黑一片,但是势力范围里面,那个质量超大、体积超小的天体到底什么颜色,照片上还看不清楚。”沈志强说。

而对于被黑洞吞噬的一切事物有没有科幻电影中畅想的“逃离通道”,路如森说:“仍不清楚,照片中没法看到,可能没有。”

2016年,有科学家在对2015年人类第一次观测到的引力波数据进行分析后表示,在黑洞周边爱因斯坦的广义相对论可能会失效。真的吗?

黑洞首张“写真”揭晓了谜底。袁峰说,在没有拍到黑洞照片之前,科学家根据爱因斯坦广义相对论精准计算出了黑洞真身外黑色区域和新月形光环的结构。拍到黑洞照片后,我们发现,真实情况跟我们计算的结果一模一样,“可见,观测结果验证了爱因斯坦的广义相对论。”

但是,沈志强说,由于目前我们还无法“看清”黑洞的最里面,那里的运行规律是否与人类已知物理定律相悖还不得而知。物理教科书目前再次经受住了考验,你兴奋吗?


作为宇宙中第一批亲眼看见黑洞的“碳基生物”,生活在今日地球上的人类已然可以“无悔”,但好奇心不止的人类依然在努力。

“首次拍到黑洞真容只是迈出了人类认知黑洞的历史性一步,接下来我们将进一步增加观测望远镜的数量、分辨率,甚至不排除在外太空‘组建’更高清晰度望远镜的可能性。”袁峰说。

“我们希望用更短的时间拍出细节更丰富、角度更多样的黑洞照片,也希望有朝一日能在宇宙中开展系统的‘黑洞普查’。”沈志强说,这将有助于进一步验证爱因斯坦广义相对论等人类基础科学理论,也有助于人类弄懂黑洞到底是怎样的存在,星系中心壮观的喷流是如何产生的,宇宙究竟有多大、如何形成、又如何演化。

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第一张黑洞照片或拿诺奖

“第一张黑洞照片与引力波的发现同等重要,都是对广义相对论的验证,可能会拿诺贝尔奖。”中科院上海天文台副台长袁峰在接受解放日报·上观新闻记者专访时说。

黑洞照片拍摄难度在哪里?

给黑洞拍照的难点,在参与此次大科学计划的专家眼中,可以用三个字来形容:“小”“暗”“扰”——细节太小,信号太暗,干扰太多。 黑洞如此遥远,寻找它如同从地球观察月球上的一个橘子,需要的望远镜口径超乎想象。况且,这个望远镜还要足够灵敏,才能“看”得清极其微小的细节。

黑洞照片是怎么“冲洗”出来的?

黑洞本身不发光,但周围气体会发光。这就好比把不同频率的音符谱成乐曲,只需把不同频率的黑洞成分测量出来,就可以重建还原图像了。

为何黑洞照片的“冲洗”花了这么长时间?

这主要是为了确保照片的真实性和可靠性,要得到一个无可置疑的结果,因此花费了大量时间去比较分析。

此外,望远镜记录下的海量数据,需要进行复杂的后期处理和分析,才能获取最终的黑洞图像。以2017年4月的观测为例,每个台站的数据率达到惊人的32GB/秒,8个台站在5天观测期间共记录约3500TB的数据。专家表示,如果是像看电影一样不间断地看,这些数据至少需要500多年才能看完。

黑洞的图像有何意义?

这次的直接成像除了帮助我们直接确认了黑洞的存在,同时也通过模拟观测数据对爱因斯坦的广义相对论做出了验证。

另外一个重要意义在于,科学家们可以通过黑洞阴影的尺寸限制中心黑洞的质量了。这次就对M87中心的黑洞质量做出了一个独立的测量。在此之前,精确测量黑洞质量的手段非常复杂。

未来随着更多望远镜加入,我们期望看到黑洞周围更多更丰富的细节,从而更深入地了解黑洞周围的气体运动、区分喷流的产生和集束机制,完善我们对于星系演化的认知与理解。

感谢为之付出努力的科学家们

包括这些中国人↓↓↓

2019年4月10日,中国科学院上海天文台天文大厦三楼,10位参与人类首张黑洞照片项目的科学家来到现场,中国共有16位科学家参与了该项目。本次观测,中国科学家运营了EHT望远镜,在观测上有贡献,在数据分析方面也有关键性的贡献,多位中国科学家定期讨论,分析观测结果。澎湃新闻记者 杨帆 摄

来源:新华视界、北京日报客户端、齐鲁晚报、观察者网、微博网友评论

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