终于发现你了,甜甜圈!!!原来黑洞是个甜甜圈!

终于发现你了,甜甜圈!!!原来黑洞是个甜甜圈


北京时间10日晚9时许,包括中国在内,全球多地同步公布了黑洞“真容”。该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。网友惊叹——分明是个“甜甜圈”。

终于发现你了,甜甜圈!!!原来黑洞是个甜甜圈!

照片上的黑洞,略显“萌态”。但实际上,它是只不折不扣的怪兽,在宇宙中游走并吞噬着一切。这次公布的黑洞照片不仅提供了黑洞存在的直接“视觉”证据,也再一次证明爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立,同时还为天文学家进一步研究黑洞吸积物质的具体机制提供了可能。

你可能以为黑洞就是黑的。可天文学家们发现,黑洞究竟黑不黑要看环境。如果没有什么东西可以“吃”,那些“安静黑洞”确实是黑的。如果周围有物质掉进黑洞的话,当物质进入黑洞引力场,天文学上称为吸积过程,物质会被加热到几千上万度的高温,发出明亮的X射线辐射。从这个意义上来说,这些“活跃黑洞”堪称宇宙中最明亮的天体之一。

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要想直接看到黑洞,就得找不太安静,又不太活跃的黑洞。这个要求其实挺高的。即便是符合要求的黑洞,也大多因为距离我们太遥远或者被漂浮的宇宙尘埃遮挡,而无法被直接观测到。


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黑洞虽然总处于“隐身”状态,但在它周围存在物质会释放出电磁波,这些信息逃不过射电望远镜的“眼睛”。在过去10多年时间里,麻省理工学院(MIT)的科学家们联合了其它研究机构的科研人员,开展了激动人心的“事件视界望远镜”项目,旨在直接看到黑洞本身的那个黑色表面和附近物质发出的光。包括中国科学院上海天文台在内的一些国内机构也参与了此次国际合作。

他们利用分布在世界各地的8台射电望远镜,组成一台巨大的虚拟望远镜,口径相当于地球直径。这一虚拟望远镜“拍照”的重点对象是两个黑洞,一个是位于银河系中心的“人马座A*”,另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。而此次发布的照片就是后一个黑洞。从2017年4月启动拍照至今,仅“冲洗”照片就耗费了约两年时间。

这一次发布的黑洞照片,再一次证明了一百多年前,爱因斯坦提出的广义相对论。

爱因斯坦把时间和空间视为四维时空,把引力可视为时空结构的扭曲,从而彻底颠覆了牛顿物理学对时间和空间的认识。时隔一百年后,黑洞的照片提供了其存在的直接“视觉”证据,证明在引力场极强条件下广义相对论仍然是对的。观测结果是与理论预言一致,这是对科学理论正确性论证必不可少的一环。

总之,一张写真照,让黑洞从“传说”变成了目之所及的现实。我们这一代人也足够幸运,能够在“家门口”第一时间见证现代科学前沿的重大进展。而在中国科学院上海天文台协调下,国内诸多科学家也实地参与了此次国际合作,成为不可或缺的“中国元素”。

THE END

要是霍金和爱因斯坦泉下有知该是多么兴奋,或许在他们这些伟人中早已经预见到了黑洞本来该有的样子。

黑洞照片一夜间刷屏,也让我们看到,科学离大众并不遥远。头顶那片灿烂的星空,永远都如此令人震撼和神往。


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