2018黑洞有望被揭露神秘面纱,目睹其真容

文章作者:bianji3 | 2018-01-11
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         黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小,热量无限大的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论,当一颗垂死恒星崩溃,它将聚集成一点,这里将成为黑洞,吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。

         “黑洞”一词命名者、美国著名物理学家约翰·惠勒教授曾经说过:今后谁不熟悉分形几何,谁就不能被称为科学上的文化人。中国著名学者周海中教授曾经指出:分形几何不仅展示了数学之美,也揭示了世界的本质,从而改变了人们理解自然奥秘的方式;可以说分形几何是真正描述大自然的几何学,对它的研究也极大地拓展了人类的认知疆域。可见,分形几何有着极其重要的科学地位。

 

         黑洞是宇宙中最神秘的自然现象。它为什么具有分形几何特征,其原因现在还是一个谜。

      据报道称,人类有望在2018年首次看到黑洞的模样。“视界望远镜”(Event Horizon Telescope,EHT)研究团队希望利用望远镜阵列搜集数据,为黑洞“拍”出一张照片。

拍摄首张黑洞照片拍摄首张黑洞照片

  天体物理学家自信能够在在未来的12个月里完成一件前所未有的事,一旦成功,将对人类对宇宙的认知产生深远影响。黑洞是宇宙中的一种特殊天体,它拥有很强的引力场,以至光也无法逃脱。著名科学家爱因斯坦在其广义相对论中预言了黑洞的存在,但他只是用理论推导出了黑洞,并不确信这一奇特天体真的存在。迄今为止,没有人能拿出证明黑洞存在的确凿证据。视界望远镜团队希望改变历史。

  EHT组织将地球多地的望远镜组合成一个望远镜网络,这些望远镜协同工作,记录下制作黑洞图像所必需的信息。

  “首先你得拥有超高的放大倍数,好比你身在纽约,也能够清楚细数远在洛杉矶的一个高尔夫球上的凹洞。”EHT负责人谢泼德·多尔曼(Sheperd Doeleman)接受Futurism采访时说道。

  随后你还要有办法让视线穿透弥漫在银河系中的气体以及围绕在黑洞周边的高温气体。要达到这一目标,需要有一个与地球体积相当的巨型望远镜才行,这正是EHT致力解决的问题。

  (这座大型毫米波望远镜是一座位于墨西哥的射电望远镜,于2011年6月17日启用。该望远镜是在毫米波段下口径最大且最灵敏的单一天线射电望远镜。图:Ana Torres Campos)

  根据多尔曼的讲述,EHT团队将全球多座天文望远镜连接起来,创建了一个“虚拟的地球大小的望远镜”。团队将分散在世界各地的射电望远镜同步,使它们同时观测宇宙中的某个方位,并将所观测到的无线电波记录在硬盘中。

  团队设想通过将这些数据结合在一起,他们就能模拟一台地球大小的望远镜的观测结果。

  2017年4月,EHT团队进行了首次尝试。在五个夜晚的时间里,全球各地的八座射电望远镜将它们的目光投向位于银河系中心位置的人马座A*,天文学家相信那里应该有一个超大质量的黑洞。

  由于航班和船运的拖延,位于南极的一座望远镜的观测数据直到去年12月才送达MIT海斯塔克天文台。目前,研究团队手头已经集齐了八座望远镜的观测数据,他们开始对数据进行分析,希望能够产生史上第一张黑洞照片。 

  验证爱因斯坦预言的时刻

  一张黑洞照片不仅能证明这一天体的存在,同时也将为我们了解宇宙带来全新的见解。

     “黑洞在宇宙中影响巨大。”多尔曼说。“目前认为,星系中心的超大质量黑洞与其所在的星系一同演变,所以对事件视界点观测将有助于我们对更大范围宇宙的了解。”

  多尔曼表示在未来,研究人员还将对黑洞进行多次拍摄。科学家可以据此验证爱因斯坦的广义相对论在黑洞问题上是否正确,同时对黑洞生长和吸噬物质的机制进行研究。

  去年4月份的观测是EHT的首次尝试,多尔曼对观测结果保持冷静乐观态度。

  “当然,我们无法保证自己将会看到什么,大自然可能给我们看到的只是一团费解的信息。但不管怎样,EHT已经开始运行,在未来的几年中,我们力求生成一张照片,对黑洞的模样一探究竟。”多尔曼告诉Futurism。

  多尔曼称,整个团队对创造这一前所未见的图像感到兴奋,目前他们正在对数据进行仔细处理。如果一切顺利,人们有望在2018年年底前目睹黑洞的真容。

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