第A04版:视野

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2019年04月23日 星期二

 
 

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黑洞,终于见到你!

4月10日21点,人类首张黑洞照片在全球六地同步发布!

黑洞,仿佛是世界上最神秘、最深邃的存在。如今,借助科技的力量,只在科幻电影中见过的神秘黑洞终于显真身,这着实是件让人兴奋的事儿了!

关于黑洞,我们曾经有太多“脑洞大开”的好奇和疑问:黑洞是一个黑色的洞吗?黑洞会吞噬我们的地球吗?黑洞能让我们进行时空穿越吗?

华东师范大学物理与材料科学学院教授、博导薛迅和上海交通大学物理与天文学院特别研究员祖颖接受了媒体采访,让我们听听专家口中的黑洞那些事。

问:黑洞就是宇宙中一个黑色的洞吗?

答:初步简单地理解,确实可以这么说!

祖颖研究员为大家画了重点,简单地说,黑洞是连光线都不能逃脱的致密的天体,它的主要特征就是引力很强,强大到可以导致时空弯曲,只要周围有东西进入它的“势力范围”,不论是星球天体,还是气体、灰尘、光,黑洞都会把它吞掉。

进入黑洞基本就意味着拿一张有去无回的单程车票,连最灵动的光都无法逃脱黑洞的吞噬。所以,尽管人们对黑洞的热情高涨,但它只可远观而不可接近,否则,后果很严重。

当然,黑洞并不意味着完全漆黑一片,它有一层神奇的边界层,叫做“视界面”,顾名思义就是视线所能到达的界面。

薛迅教授表示,黑洞是个引力极强的天体,强到会把光线吸弯,然后让它们在这层“视界面”上转圈圈。当然,如果有些光线一不小心从“视界面”掉入黑洞之中,那这束光就和我们永别,堕入永恒的黑暗之中了。

问:既然黑洞那么黑,我们是怎么给它拍照的?

答:祖颖研究员介绍,黑洞的周围并非空无一物,不断有东西在掉入其中,这个过程中,引力势能就会转化成辐射能,就会有光在黑洞周围释放出来,其实,我们在照片上看到的就是黑洞“视界面”上和周围的物体的光影。

问:为什么要给黑洞拍照?

 答:薛迅教授表示,LIGO(激光干涉引力波天文台)检测到来自黑洞的引力波信号是人类“听”见了黑洞,那么,此次黑洞照片的发布就是人类“看”见了黑洞。虽然早有理论证实“黑洞”的存在,也能精确测量它的位置、质量,但人们始终信奉“眼见为实”,黑洞周围的世界到底是什么样的,我们从来没有亲眼见过。

祖颖研究员把黑洞周围比作大自然提供给人类的一个神秘的实验室,如今,人们终于可以进到这个实验室中一探究竟。

“在照片上,我们可以看到周围的东西是怎样掉进黑洞的,以及会产生怎样的效应。”薛迅教授说,“实打实的照片也许还能带来意外收获,比如,如果能从图像上捕捉到暗物质往里面掉的迹象,对于科研的意义就很重大。”

在祖颖研究员看来,这张照片的诞生代表科学技术发展的又一个巅峰。同时,看见黑洞也能检验当下很多的科学理论,比如,广义相对论是否在黑洞这个空间内适用,从而进一步推动科学技术的进步。

问:给黑洞拍照有多难?

答:根据理论推算,银河系中应该存在着上千万个恒星量级的黑洞。此次科学家们瞄准的目标有两个——银河系中心黑洞SgrA*(人马座A*);位于星系M87中的黑洞(M87室女座星云)。之所以选定这两个黑洞作为观测目标,是因为它们的视界面在地球上看起来是最大的。

当然,说是“最大”,其实在地球上的我们看来,大概也只有针尖那么小。科学家打了个比方,“就像我们站在地球上去观看一只放在月球表面的橙子。”

因此,要想观测遥远的黑洞,依靠目前地球上任何单个望远镜都远远不够。于是,北至西班牙,南至南极,全球多地的8个射电望远镜组成了一个巨大的望远镜,向目标撒出一张“大网”,这就是这次的拍摄“神器”——事件视界望远镜。

要保证所有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。

给黑洞拍张照片不容易,“洗照片”更是耗时漫长,最终我们等了这张照片两年。不过,当我们能向未知迈进一步,所有的等待都是值得的。

问:地球会不会被黑洞吞噬?

答:对于这个“脑洞大开”的问题,两位专家给出的一致答案是,这个可能性微乎其微。所以,大家还是该干啥干啥呗!

薛迅教授解释,出现这个可能的前提是地球要遇到一个黑洞,但是宇宙空间中的天体密度是很稀疏的,天体之间的距离都是以光年计算,距离地球最近的黑洞也在“警戒范围”之外。

祖颖研究员也表示,黑洞的质量虽然很大,但它的引力范围其实很小。比如,银河系中央存在超大质量黑洞,相当于400万个太阳的质量,但是太阳的运动就基本不会受到黑洞的影响。

问:黑洞能让我们穿越到平行宇宙吗?

答:对此,两位专家表示,目前黑洞内部的世界是怎样的还是一个未知数。当下,我们对于黑洞的认知都是基于广义相对论来推测的,而黑洞内是否适用这套理论尚不清楚。

这也需要通过科技的推进为我们不断打开未知领域的大门,以及解锁更多我们想象中的可能性,或许,这就是科学的魅力所在。

科学的世界如此浩瀚,任何成果在它面前都会显得十分渺小。但也正是这每一个微小的进步,让我们能对我们身处的这个星球乃至整个宇宙有更真切的了解。从听见宇宙的声音,到看见黑洞,我们的征途是星辰大海!

(来源:第一教育)

 

 

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