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第一张黑洞照片面世,我们为此付出了什么?

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    2018-2-22 13:59
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2019-12-22 13:45:06 | |阅读模式
    作者:天文在线
    在宇宙所有神秘的现象中,也许有一个是最吸引我们的注意力和想象力的,即使我们从未真正看到过它,那就是——黑洞。这些太空物体密度如此之大,以致于光都无法逃脱它们的控制。自从爱因斯坦第一次提出黑洞的存在,我们就已经对我们想象中的黑洞进行了模拟、艺术和CGI版本的示意图。但是直到今年我们才第一次看到一个黑洞。我们终于能够凝视到宇宙的深渊。
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    今年,世界各地参与“视界望远镜”(Event Horizon Telescope)实验的科学家团队发布了一幅备受期待的图像,展示了位于M87星系中心的超大黑洞。这个星系距离我们5500万光年,位于室女座超星系团中,它的质量是太阳的65亿倍。EHT团队成员、阿姆斯特丹大学理论天体物理学教授Sera Markoff表示:“你看到的黑洞实际上相当于我们整个太阳系的大小。”
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    捕捉黑洞的图像是极其困难的。它不像拍一张行星的照片,也不像拍一群恒星的照片,甚至不像拍另一个星系的照片。这可不像使用哈勃太空望远镜那么简单。“我们从未想过这是可能的,”耶鲁大学天文学和物理学教授Priyamvada Natarajan说。
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    Natarajan没有参与EHT团队,但她已经研究黑洞近20年了。“我们被黑洞控制住了!”她说,激动得几乎控制不住自己。她和她所在领域的许多人等了很多年才得到这些数据。它们没有让人失望。

    视界望远镜是分布在世界各地的一组射电望远镜,它们强大的凝聚能力使得它们创造了一个和地球一样大的望远镜。他们产生的图像和数据是如此之大,以至于科学家不得不等到有了可以存储所有信息的硬盘之后才能捕捉图像。“这是一个巨大的技术壮举,”Natarajan说。

    “这是对我们宇宙观的重新构建。”
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    来自EHT的大量信息给研究人员留下了5拍字节的记录数据。EHT团队成员Daniel Marrone说:“这相当于超过半吨的硬盘。”“这相当于4万人一生中收藏了5000年的MP3文件或整个自拍集。”

    尽管完成这项工作需要令人难以置信的硬盘驱动器,但M87的实际图像只有几百kb。“我们必须将5 pb的数据压缩成比这小50亿倍的图像,” Marrone说。

    这幅图像本身就具有巨大的科学价值。“在天文学和物理学中,图片是非常有意义的,”Natarajan说。“他们有能力改变我们的思维。它们具有改造能力,因为你可以用肉眼看到事物,因为在天文学中,我们处理的大多数事物都是看不见的。
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    “这是对我们宇宙观的重新构建。”

    EHT团队分享的这张照片显示,M87星系的黑洞在5500万年前诞生的,也就是恐龙灭绝后的1000万年。我们看到的图片是光穿过浩瀚宇宙到达我们的望远镜,这才被我们捕捉下来的。它并不是一个新生儿,只是对我们来说是全新的,前所未有的。
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    图解:2019年4月10日,美国国家科学基金会新闻发布会上,Event Horizon Telescope Director Sheperd Doeleman展示了第一张黑洞图像。来源:Chip Somodevilla/Getty Images

    我们第一次看到了吸积盘和事件视界的阴影——没有返回的光点——也就是中心的黑色圆形。科学家们依旧不确定黑洞周围的碎片是如何进入或被驱逐出去的,所以这张照片可能有助于他们回答其中的一些问题。

    EHT主任、哈佛大学高级研究员Shep Doeleman说:“现在我们知道,大多数星系的中心都存在过热、超大质量的黑洞,但由于它们如此之小,我们从未见过。”
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    我们只能在黑洞吞噬周围物质的时候看到它们。例如,如果一颗恒星离我们太近,黑洞的质量会把它撕成碎片,形成我们可以从地球上研究的气体和磁信号的标记。

    黑洞也会释放出我们能看到的高能气体喷流,这些喷射如此强烈,它们可以携带100亿颗超新星的能量。虽然这个超级巨大的黑洞已经死亡,它的质量已经达到极限,再也无法吸收更多的物质,但它纯粹的引力影响摧毁了任何接近它的东西,给我们带来了看得见的灯塔。
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    EHT团队的发现是前所未有的,一定会引领我们了解黑洞、广义相对论、暗物质和无数宇宙奥秘的新时代。

    “EHT项目致力于这样一个想法,即我们可以拍摄这个黑洞的图像,”Doeleman说。“我们看到了我们认为看不到的东西。在这儿。”

    参考资料

    1.Wikipedia百科全书

    2.天文学名词

    3. Carpediem- onezero-Richard A. Lovett

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