世界首张黑洞照片出炉,中国科学家有什么贡献?

2020-10-27 社会 104阅读

北京时间2019年4月10日晚9点,黑洞事件视界望远镜(Event Horizon Telescope, EHT)合作组织协调召开全球六地联合新闻发布会,宣布人类首次利用一个口径如地球大小的虚拟射电望远镜,在近邻巨椭圆星系M87的中心成功捕获世界上首张黑洞图像

这张图像的意义非同一般,它提供了黑洞存在的直接“视觉”证据,使得在强引力场下验证爱因斯坦广义相对论,细致研究黑洞附近的物质吸积与相对论性喷流成为可能。

黑洞与广义相对论

一百多年前,爱因斯坦提出广义相对论,将时间和空间结合为一个四维的时空,并提出引力可视为时空的扭曲。这一理论做出了不少重要预言,其中之一便是:当一个物体的质量不断塌缩,就能隐蔽在事件视界(event horizon) 之内——在这一黑洞的“势力范围”内,引力强大到连光都无法逃脱。

对于广义相对论的验证,可以追溯到一个世纪以前。1919年5月29日,Arthur Eddington等人在日全食期间对太阳附近光线偏折的实验测量 ,拉开了上世纪验证广义相对论的序幕,并把爱因斯坦推上了科学的“神坛”一个世纪以来,广义相对论经受住了接连不断的实验验证,黑洞的存在也已得到越来越多天文观测的佐证。

目前,天文学家普遍相信黑洞确实存在于宇宙之中,从质量为数倍到数十倍于太阳的恒星级黑洞,到高达数百万倍甚至数十亿倍太阳质量的超大质量黑洞,应有尽有。而且,超大质量黑洞存在于几乎所有星系的中心。

然而,即使在LIGO/Virgo探测到引力波、从而权威性地证明黑洞存在的今天,人类还是没有直接看到能够揭秘极端条件下时空秘密的那个“洞”——“黑洞事件视界”。

这或许正是黑洞本身的迷人之处所造成的——黑洞的致密程度让人难以想象!如果把地球压缩成一个黑洞,它的大小和一个汤圆差不多;而一个位于距离地球1kpc(约3262光年)处,10倍于太阳质量的恒星级黑洞,其事件视界的角直径大小只有0.4纳角秒。这比哈勃望远镜的分辨率还要小约1亿倍,任何现有的天文观测手段都没有这样的分辨本领!

当然关于数据收集方面肯定做出了贡献。

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