人类史上首张黑洞照片公布澳门太阳集团2018网站

引力非常强

一些悬而未决的问题有了解决的可能

20世纪60年代,美国天体物理学家约翰·惠勒提出“黑洞”概念中国元素助力

《星际穿越》中黑洞巨大的吸积盘吸引了很多观众,被称为最接近黑洞的想象。不过,苟利军表示,因为之前谁都没有“看”到黑洞的照片,之前的图像都是想象和推测出来的。“广义相对论在很多情形下都被验证是正确的,如果广义相对论是正确的,那么我们看到的黑洞应该就是这样。”

据新华社北京4月10日电 综合新华社驻外记者报道:神秘天体黑洞终于被人类“看到”了。200多位科学家参与合作的“事件视界望远镜”项目10日在全球多地同时召开新闻发布会,发布他们拍到的第一张黑洞照片。

袁峰说,图片中亮的区域和暗的区域,对比度超过10倍。周围有个圆环结构,十分接近圆形,是因为引力透镜造成的。另外南北的不对称性很明显,南边亮,北边暗。这是因为多普勒增量效应,南边物质朝我们运动,就会变亮;北边物质远离我们,就会变暗。

我国科学家全程参与了给黑洞拍照这项国际合作

中科院国家天文台研究员刘继峰领导的国际团队在世界上首次成功测量到X射线极亮天体的黑洞质量,研究成果2013年11月28日发表在国际权威杂志《自然》上。他们在3个月的时间跨度上对漩涡星系中X射线极亮源M101ULX-1进行了研究,并确认其中心天体为一个质量可与恒星比拟的黑洞。这个黑洞加伴星形成的黑洞双星系统位于2200万光年之外,是人类迄今发现的距离地球最遥远的黑洞双星。

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●1970年

黑洞有多大

此外,在2017年4月的联合观测以后,研究团队还进行了一些数据收集和校准的工作。苟利军说,科学家需要对望远镜接受的光子进行定标,确保不同望远镜接收到的光子是来自于同一时刻,最后才能将所有图像进行叠加。其中还有些缺失或模糊的部分,需要科学家们拼图。

核心区域有一个阴影,环绕一个新月状光环

释疑3

包括中国科学院上海天文台在内的一些中国机构参与观测和数据处理。中科院国家天文台副台长薛随建说,此次参与为中国今后在相关国际合作中发挥更重要作用做了良好示范。

在此之前如何确认黑洞的存在?

它,“前世今生”带着重重谜团,让人好奇无比

●1915年

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。

周围气体产生的光线和辐射可观测

夏威夷望远镜观测运行

法国数学家、物理学家拉普拉斯根据牛顿力学计算,一个直径为太阳250倍而密度与地球一样大的天体,其引力足以捕获其发出的光线而成为一个暗天体,也称为“暗星”。

为了这一“眼”

比如,恒星、气体的运动透露了黑洞的踪迹。黑洞有强引力,对周围的恒星、气体会产生影响,于是我们可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在,也可以根据黑洞吸积物质发出的光来判断黑洞的存在。再就是通过看到黑洞成长的过程发现黑洞。

四大洲8台射电望远镜组成一个虚拟网络

中国科学院上海天文台研究员袁峰在发布会现场介绍,照片上的黑洞离地球有5500万光年,质量大概是太阳的65亿倍。照片上是它5500万年以前的样子,黑洞周围的空间是弯曲的。黑洞本身是不可见的,把黑洞放到放光的背景里,看到的照片就是这样。

照片给出黑洞这一极端天体存在的最直接证据,验证了广义相对论,也将帮助回答星系中的壮观喷流如何产生并影响星系演化等诸多前沿问题。

黑洞研究史

形成如同地球直径大小的事件视界望远镜

释疑5

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。

“现在看到的亮环就是光线扭曲以后得到的结构,如果不扭曲,是看不到这样的图像的。理论和观测是互相促进的。”袁峰表示,目前来看,这张照片验证了爱因斯坦的广义相对论,后续的观测将解决一些还没搞清楚的问题。

有点像甜甜圈

观测窗口期每年大约只有10天

此次露出真容的黑洞

光都逃不出来,如何拍黑洞?

一个中心为黑色的明亮环状结构

光既有波动性又有粒子性,观测到的每一时刻波动性非常强,所以需要对每一时刻接收的相位进行校对。苟利军作了一个形象的比喻,“我们拍照片的时候,如果手晃动,相片会模糊。这跟相机的工作模式有关系,相机的曝光时间要非常短,比手晃动的速度快很多,才能拍清楚。这就是为何要用高速摄像机拍摄运动员奔跑的形象,如果用普通照相机拍摄,会得到一个模糊的照片。”

拍它的模拟望远镜就是“事件视界望远镜”

有了这幅照片,科学中一些与黑洞有关的悬而未决的问题,就有了解决的可能。

离地球多远

有8个不同的望远镜,每一个收到的数据量都非常大,加到一起差不多有10PB。现在一般的笔记本电脑的硬盘是1TB,这些望远镜为此次观测接收的数据可以装满1万多个笔记本。

它,“吞噬”一切,连光也无法逃脱

人类首张黑洞照片“冲洗”完成,这一神秘天体终于被人类看到了真容。4月10日晚,数百名科学家参与合作的“事件视界望远镜”项目在全球多地同时召开新闻发布会,发布了人类拍到的首张黑洞照片。该黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系M87中心的黑洞。该黑洞距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。图中心的暗弱区域即为“黑洞阴影”。

全球30多个研究所、200多位科学家参与

●1798年

这一区域被称为“事件视界”

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2019年4月10日,人类终于得见黑洞的真容!

释疑4

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!”(新华社北京4月10日电)

美国的“自由”号人造卫星发现位于天鹅座X-1上一个比太阳重30多倍的巨大星球,被一个重约10个太阳的看不见的物体牵引着。天文学家一致认为这个物体就是黑洞,这是人类发现的第一个黑洞。

它,体积小、质量大,可以弯曲周围的时空

德国天文学家史瓦西发现所有的星体都存在一个史瓦西半径,如果星体的实际半径比它的史瓦西半径要小,那么它就会变成一个黑洞。比如,太阳的史瓦西半径是3000米。

黑洞是什么

“之前根据研究,我们知道了黑洞周边有一些很壮观的现象,比如喷流等,还知道了黑洞的质量、转动等性质。但是,之前没有很好的方式去了解,虽然有一些方法,但可能有误差,也不知道是不是准确。因为不同的模型得到的结果往往偏差很大,相差几倍在天文学中是很正常的。”

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。

现场科学家介绍,能够得到这样一个图像,需要有地球直径大小的望远镜,为了得到这样一个望远镜,要求把地面上能够针对黑洞成像的望远镜组合起来。望远镜越多,成像质量越好,以后随着更多望远镜加入观测网络,黑洞成像质量会更好,对爱因斯坦理论验证会更精确。

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。

据袁峰介绍,照片中一部分是中心区域不太发光的阴影,另一部分是围绕这个阴影的发亮的圆环。“我们最先看到的是M87星系,随着视角拉近,我们看到了黑洞喷流的结构,最后对黑洞进行了成像。大家想知道为什么黑洞会形成阴影,黑洞会形成一个环状吸积盘,与吸积盘垂直的方向有一个喷流结构。吸积流快速旋转,大概两天就能绕着M87转一周,随着物质的吸积,接近黑洞的时候,物质会变得非常热,发出非常强的辐射,就会被我们看见。由于一部分光子被黑洞吞噬,就会形成阴影。”袁峰解释,光就是从吸积盘上发出的,而黑色的阴影要比黑洞本身大几倍。

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。

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距离地球5500万光年

“在电影《星际穿越》中,在黑洞外部亮的圆环的衬托下,中间有黑色的区域,我们将这块区域称为‘黑洞的阴影’。”苟利军说。

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。

“事件视界望远镜”是什么?

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