黑洞,今天终于可以看到你的样子(2)_生活健康报
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黑洞,今天终于可以看到你的样子(2)

  在所有参与观测的望远镜当中,智利的ALMA毫米望远镜是最为重要的一个,因为它的灵敏度是目前单阵列望远镜当中最高的。但它的档期非常满。ALMA望远镜排满了一系列观测计划,所以此次黑洞视界面的观测,ALMA望远镜只计划进行四五天,其中两个晚上观测银河系中心黑洞SgrA*,剩下的时间留给星系M87黑洞。

  要保证所有8个望远镜都能看到这两个黑洞,留给科学家们的观测窗口期非常短暂,每年只有大约10天时间。

  8个望远镜组成的国际部队,不能直接看到黑洞,但它们将收集大量关于黑洞的数据信息,勾勒出黑洞的样子。

  洗照片,少则半年,长则两年,给黑洞拍张照片不容易,“洗照片”更是耗时漫长。

  对于此次跨越南北半球的事件视界望远镜观测,因其所涉及的站点区域非常广阔,所产生的数据量将十分庞大。事件视界望远镜每一个晚上所产生数据量可达2PB  (2000000GB)。帮助科学家找到“上帝粒子”的欧洲大型质子对撞机,一年产生的数据量也就这个量级。

  在观测结束之后,各个站点收集的数据,被汇集到两个数据中心——位于美国麻省的Haystack天文台和德国波恩的马普射电所。在那里,大型计算机集群将会对数据时间进行合并与分析,从而产生一个关于黑洞的图像。这一分析所需的时间少则半年,长则数年。

  最终我们等了这张照片两年。

  “黑洞图像,将帮助人们回答喷流是如何产生并影响星系演化的。”天文爱好者庄则以说,事件视界望远镜的观测对于科学研究有着非常重大的意义,“即便是只能够看到几个像素,此次视界面望远镜的观测也将是人类黑洞观测史上的重要一步。”

  总之,我们何其幸运,或许将成为茫茫宇宙中,第一批亲眼看到黑洞的碳基生物。

  从预言到看见,黑洞研究跨越百年

  对黑洞的研究,始于上世纪初。通过广义相对论,爱因斯坦第一次预言了黑洞的存在。紧接着,德国天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)通过计算,证实了如果将大量物质集中于一个点,其周围就会产生奇异的现象。之后,这种不可思议的天体,被命名为“黑洞”。

  黑洞是如何诞生的,黑洞有多大……在奥本海默、霍金等一系列科学家的研究下,对于黑洞的认识在此后几十年有了长足的进步。直到1970年,美国人造卫星“自由号”发现,天鹅座X-1天体上一个比太阳重30多倍的巨大蓝色星球,正被一个看不见的物体牵引着。这被学界认作是人类发现的第一个黑洞。

  之后越来越多的黑洞被发现。2017年12月,美国卡耐基科学研究所科学家发现了有史以来最遥远的超大质量黑洞,它的质量是太阳的8亿倍。同年,诺贝尔物理学奖被授予给3位美国科学家,以表彰他们对观测引力波的决定性贡献。在他们的努力下,2016年激光干涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory,LIGO)合作组宣布,他们于2015年9月14日探测到了引力波,它来自于两个黑洞的碰撞。而这项工作,也真正证实了黑洞的存在。

  如今,对黑洞的研究已延续百年。这一次,我们终于能见到黑洞的“庐山真面目”。

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