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专家:黑洞照片不仅印证了爱因555彩票网斯坦的广义相对论,更可直接测量中心黑洞的质量

gecimao 发表于 2019-05-20 11:11 | 查看: | 回复:

专家:黑洞照片不仅印证了爱因555彩票网斯坦的广义相对论,更可直接测量中心黑洞的质量

4月10日晚 ,科学家发布人类拍摄的首张黑洞照片。(事件视界望远镜合作组织供图)

  央广网北京4月11日消息(记者孙冰洁)一个金黄色的圆环在漆黑的宇宙“背景板”中清晰可见,10日晚,当这幅人类拍摄的首张黑洞正面照甫一亮相,立即引起了全球关注。不少网友甚至将其戏称为“甜甜圈”,在网络上掀起了一轮P图大战。首张黑洞照片,揭示了室女座星系团中M87星系中心超大黑洞的观测信息,也使得一百多年前爱因斯坦提出的广义相对论再次得到了试验验证。

  爱因斯坦“叕”对了

  黑洞照片发布首日,中科院上海天文台副研究员左文文写下这样一段文字:“如果要评选出2019年最有价值和最受期待的照片,那么非黑洞照片莫属。”在他看来,这是5500万光年外的大质量星系M87中心超大质量黑洞的黑洞阴影照片,也是人类拍摄的首张黑洞照片。它是黑洞存在的直接“视觉”证据,从强引力场的角度验证了爱因斯坦广义相对论。

  黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体。它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围,而该势力范围被称作黑洞的半径或事件视界。爱因斯坦的广义相对论曾预言,由于黑洞的存在,人们将会看到中心区域存在一个由于黑洞视界而形成的阴影,其周围环绕一个由吸积或喷流辐射造成的如新月状的光环。

  直接测量黑洞质量

  “从图像上首先我们看到的是黑洞的阴影,亮度亮的地方和中心暗的区域,这次的直接成像帮助我们直接确认了黑洞的存在。”国家天文台研究员、中国科学院大学教授苟利军告诉央广记者,在“事件视界望远镜(EHT)”的工作过程和后来的数据分析过程中,科学家们发现,所观测到的黑洞阴影和相对论所预言的几乎完全一致,令人不禁再次感叹爱因斯坦的伟大。

  苟利军认为,黑洞照片的另一个重要意义在于,科学家们可以通过黑洞阴影的尺寸限制中心黑洞的质量了。“在此之前,科学家精确测量黑洞质量的手段非常复杂,555彩票网,观测、探测黑洞的方式非常间接,并不是直接的观测方式。”此外,苟利军表示,限于之前望远镜的分辨率,科学家们探测黑洞都是依靠黑洞周围的物体以及黑洞喷发出来产生的喷流等,而这次就对M87中心的黑洞质量做出了一个独立的测量。

  为什么黑洞照片现在才公布?

  事实上,人类关于黑洞的理论预言出现的时间不短,VLBI技术也并不是近十年才成熟。为什么现在才“拍”到第一张黑洞照片?苟利军认为,一个重要的原因是,想要利用VLBI(甚长基线干涉测量)技术构成一个等效口径足够大、灵敏度足够高的望远镜,需要在全球各地广泛地分布着足够多的这类望远镜。过去十年中,技术的突破、新射电望远镜的不断建成并加入EHT项目、算法的创新等,终于让天文学家们打开了一扇关于黑洞和黑洞视界研究的全新窗口。

  未来期待看到黑洞更多、更丰富的细节

  在不少天文学家看来,对M87*黑洞的顺利成像绝不是EHT的终点站。

  受限于观测分辨率和灵敏度等因素,苟利军认为,目前的黑洞细节分析还不完善。“通俗理解,我们可以直观看到照片像素还不高,分辨率有限,观测的区域有限。”未来随着更多望远镜加入,他期望看到黑洞周围更多更丰富的细节,从而更深入地了解黑洞周围的气体运动、区分喷流的产生和集束机制,完善人类对于星系演化的认知与理解。

  “下一步可以从技术上把望远镜之间的距离再加大,提高它的(角)分辨率,使像素变得越来越高,此外就是增加更多的望远镜,提高它的灵敏度。”苟利军说。

  据记者从中科院上海天文台了解,EHT项目本身还将继续“升级”,还会有更多的观测台站加入EHT,灵敏度和数据质量都将提升,“这样的话我们就能够看清更多的细节,对于M87*的观测结果分析还能更加深入,从而获得黑洞周围的磁场性质,对理解黑洞周围的物质吸积及喷流形成至关重要。”苟利军说。

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