|
4月9日,在中国科学院上海天文台,中方团队成员在讨论黑洞照片的成像原理。 新华社记者 金立旺 摄 |
2019年4月10日,人类终于看见黑洞真容!这张在全球多地同步公布的“大片”,证实了神秘天体黑洞的存在,也使得爱因斯坦的百年猜想终得检验!经过10多年准备,四大洲8个观测点组成虚拟望远镜网络——一个如同地球直径大小的事件视界望远镜,在集齐所有观测数据并深度分析后,让黑洞终于拥有了一张“正面照”。 为何要给黑洞拍照?获得这张照片有多难?人类合作探究宇宙还将揭示哪些新的奥秘?新华社记者第一时间采访了参与国际合作的中外科学家,对此作出解答。 首次“看到”黑洞:爱因斯坦说对了 浩瀚星空中,黑洞是极神秘又惹人遐思的天体。它“吞噬”一切,连光也无法逃脱。它体积小、质量大,可以弯曲周围的时空。它的“前世今生”带着重重谜团,让人好奇无比。 百余年来,人类探寻黑洞奥秘的脚步从未停歇。 从爱因斯坦的广义相对论率先预言黑洞的存在,到惠勒提出“黑洞”概念,再到霍金提出“黑洞是时空的扭曲者”……科学家们日益相信,宇宙中存在许多大小不一的黑洞,甚至在银河系的中心就有一个超大黑洞。 这一次,人类终于眼见为实。 此次露出真容的黑洞,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! “观测结果与理论预言非常一致,这证实在黑洞这样的极端条件下,广义相对论仍然成立。”中国科学院上海天文台台长沈志强说,先辈科学家为我们这个世界搭建的理论模型,再次经受住考验。 用难以想象的计划寻找“至暗信号” 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。这是一个难以想象的大科学计划:用分布全球的8个观测点,组成一个口径如地球直径大小的虚拟望远镜。 拍照难,洗照也不易。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。 该国际合作项目负责人、哈佛大学教授谢泼德·多尔曼表示,10多年来,正是技术的突破、新望远镜的建成,最终使人类能够“看到”黑洞。 中国跻身一流 成国际科学合作重要参与者 从首张月背照片到首张黑洞照片,人类观测宇宙的新窗口正在不断打开。在探索宇宙奥秘的征程中,中国也不断贡献着智慧。 我国科学家全程参与了给黑洞拍照这项国际合作,在早期推动这一项国际合作、望远镜观测时间申请、夏威夷望远镜观测运行、后期数据处理和理论分析等方面均做出了贡献。近年来,我国陆续建成多座射电望远镜,口径从25米到65米再到500米,从追赶到并跑,天文学研究开始逐步跻身一流。 沈志强说,基础科学研究的国际合作是大势所趋,但很多时候不能只靠经费投入“凑份子”,前期研究和人才积累是取得合作“话语权”的重要因素。 “过去一二十年间,中国在射电天体物理学、天文学等领域取得了巨大进展,在此次国际合作中做出了不可或缺的贡献。”荷兰奈梅亨大学教授海诺·法尔克说,随着中国的射电干涉测量和太空探索能力迅速增长,中国将成为国际科学合作的重要参与者。 黑洞的顺利成像不是终点。 爱因斯坦说,科学是永无止境的,它是一个永恒之谜。 “在伟大梦想的支持下,人类科学探索的脚步,将永不停歇。”沈志强说。 ●新华时评 一“眼”百年 一往无前 2019年4月10日,人类终于得见黑洞的真容!这张照片,证实了神秘天体黑洞的存在;这张照片,使得爱因斯坦的百年猜想终得检验! 人类揭秘宇宙的速度从未像今天这么快,但速度的背后却是百年的积累、沉淀与等待。 为了这一“眼”,人类等了100多年。从爱因斯坦的广义相对论,到惠勒的“黑洞”概念,再到霍金的“黑洞理论”……已故的科学大师虽未亲眼得见黑洞真容,但他们的猜想却激励着后人不断求解,把他们的理论付诸实践。 为了这一“眼”,人类插上了想象的翅膀。在电影《星际穿越》中,黑洞“卡冈图雅”是那深不见底的黑色中心与明亮立体的气体圆圈。 为了这一“眼”,无数科学家仰望星空、低头演算,日复一日、年复一年,只为花开的那一刻。全球30多个研究所200多位科学家参与到了一项庞大科学计划,为联合世界各地的8台射电望远镜,人类花费10年,制图又耗费2年。 为了这一“眼”,人类把创造力和想象力发挥到了极限。由8只“眼睛”组成的虚拟事件视界望远镜,北至西班牙、南至南极,口径达到了地球直径。这一“巨眼”,带领人类穿越星空,从海量的数据中,去勾勒黑洞容颜。 探秘宇宙不能仅靠一国之力。它需要自主创新,更需要人类的共同努力。对于这样一个大科学计划,人类依靠通力协作,让黑洞露出真颜,以眼见为实的方式,证实了黑洞的存在,试图解答星系中的壮观喷流如何产生并影响星系变迁。 这一“眼”,虽然用了百余年,但正是怀揣着揭开未知的梦想,秉承科学探索的精神,让人类在探秘宇宙的征途上不断开启新的窗口。 探秘宇宙的伟大事业,始于梦想、基于创新、成于实干。梦想不仅支撑科学进步,更支撑人类一往无前! 今天,当仰望浩瀚星空的孩子问你:“宇宙有黑洞吗?”你可以自豪地回答:“看!这就是黑洞的样子!
|