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万众期待的首张黑洞照片长啥样?外媒的“剧透

  (图源:视觉中国)

  海外网4月10日电 北京时间今晚21点整,全世界的太空迷们翘首以盼,人类首张黑洞照片即将揭开神秘面纱。黑洞究竟长什么样?物理和天文学者眼里的黑洞和普通人看到的有什么不一样?高能“剧透”来了。

  “被一圈强光环绕的黑色斑点”

  要想看明白这张黑洞照片,我们首先需要了解一些关于黑洞的基础知识。黑洞是一种质量极大的天体,具有非常强的引力,它具有的超强引力使光也无法逃脱其势力范围,该势力范围称作黑洞的半径或是事件视界 。虽然肉眼无法看见黑洞,但我们可以通过追溯到光子消失的事件视界来一窥其面目。

  黑洞的超强引力能够将周围的气体撕扯到它自己身边,产生一个围绕黑洞旋转的气体盘,这就是吸积盘 。黑洞有时候也会“打嗝”,一部分吸积气体会沿转动方向被抛射出去,形成喷流 。吸积盘和喷流两种现象都因气体摩擦而产生了明亮的光与大量辐射,这就是我们在以往各种黑洞模拟中见到的一圈圈的光亮。

  根据这些基础知识,外媒描述了黑洞照片可能呈现的样子,那就是肉眼不可见的黑洞边界,会被光线环绕 ,这或许也将在今晚公布的照片中有所体现。雅虎新闻就推测,首张黑洞照片可能会显示出被一圈强光环绕的黑色斑点。

  (图源:“事件视界望远镜”项目官网)

  日本乐天技术研究所的数据科学家盐川(音译)也模拟出了一个超重黑洞的可能图像,画面上呈现出黑洞的一个不平衡的吸积盘以及事件视界(内部的“暗影”)。仔细看可以发现,它的一部分会更亮,另一部分则会更暗淡。

  不过,在众多赞成的声音中,也有人持怀疑态度。知名科学新闻网“科学警报”就对照片能否清晰地看到这一幕无法确定。“这可能是一个挑战,因为位于我们银河系中心的黑洞笼罩在厚厚的尘埃和气体云中”。

  紫金山天文台研究员刘四明也认为,由于黑洞成像的数据来自8个观测点,因此照片在“精细程度”上需要打个问号。未来,伴随着科学技术的更加成熟,我们或许能够为黑洞拍出“清晰度”更高的照片。

  “此次拍照的事件视界望远镜的解析能力,如同站在美国东岸看到美国西岸的一枚硬币,或是身在纽约,看见洛杉矶一个高尔夫球上的凹洞。”台湾着名作家龙应台做了这样一个生动的比喻。

  网友微博截图

  果壳天文领域达人“Steed的围脖” 也给大家提前打了个预防针:“在实拍的照片上,黑洞的事件视界,或者说边界,大概也就两个像素大小”。

  “这是一个真实物体的近距离图片,太酷了!”

  与其说这是一张照片,更准确的定义是,这次的“拍摄”是一次实景“描绘”。

  来自8个观测点的天文望远镜将观测到的电磁波集中“反馈”,利用对这些电磁波信号的分析,科学家们可以获得和黑洞附近高温物质分布相关的一些物理量。再结合多年来不断完善的黑洞理论模型,将模拟量和观测量比对,得到黑洞成像。

  尽管图像是根据比对形成,但是天文和物理学家们依然表达了少年般的兴奋度——并不是只有普通民众乐于见到直观影像。

  “我为即将看到这一图像感到非常开心!”芝加哥大学教授丹尼尔⋅霍尔兹(Daniel Holz)表示。“尽管我知道里面采用了数学运算,相关理论也经过了彻底测试,但这仍然是关于一个真实物体的近距离图片。太酷了。”

  耶鲁大学的天体物理学家普里亚瓦达⋅纳塔拉哈恩也表示:“能够如此近距离接触黑洞实在令人兴奋。”加州大学圣塔芭芭拉分校研究黑洞的天体物理学家蒂莫西⋅布兰德则兴奋地说:“仅仅是能够看到它就会让人觉得太棒了。我们会在科学方面了解一些东西,而且随着时间推移知道得会越来越多。只看到这些图像都会觉得非常酷。”

  内行看门道。

  除了觉得酷酷的,此次公开的黑洞图像还可以对爱因斯坦1915年提出的广义相对论进行检测。爱因斯坦关于物质和能量的预测是否适用于黑洞附近?也许通过这张图像,我们会找到广义相对论的缺陷?

  “但即使人们对广义相对论产生疑问,这一发现也并不一定意味着这一理论是错误的,而是表明我们有更多的物理知识需要去理解。”事件视界望远镜(EHT)网站这样称。

  除了检验爱因斯坦的广义相对论,这一照片令学界兴奋的另一个原因还在于,它将使我们对宇宙的看法从想象转向理性和真实,或许还将重新定义宇宙。(海外网 张霓)

  (综合美国《商业内幕》网站、《今日美国》、《纽约时报》、《发现》杂志、CNET、香港“东网”、扬子晚报网、澎湃新闻、中国新闻网等媒体报道)

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