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第一张黑洞照片开启了天体物理学的新纪元
- 作者：张家口汉元网络科
- 发表时间：2019-04-12 18:17
- 来源：张家口汉元网络科技
超大质量的野兽位于距离我们超过5000万光年的M87星系中
这就是黑洞的样子。
一个名为“ 地平线望远镜 ”的世界范围内的望远镜网络放大了M87星系中的超大质量怪物，创造了这张有史以来第一张黑洞照片。
“我们已经看到了我们认为不可见的东西。我们已经看到并拍摄了一张黑洞照片，“位于马萨诸塞州剑桥市哈佛 - 史密森天体物理学中心的EHT主任和天体物理学家Sheperd Doeleman于4月10日在华盛顿特区举行的七场新闻发布会上发表了一篇文章。结果也发表在天体物理学杂志上的六篇论文中。
美国国家科学基金会主任法国科尔多瓦在华盛顿哥伦比亚特区举行的新闻发布会上说：“我们一直在研究黑洞，有时很容易忘记我们没有人真正看过黑洞。” 她说，看到一个“是一项艰巨的任务”。
那是因为众所周知，黑洞很难看到。它们的引力是如此极端，以至于没有任何东西，甚至是光线，都无法从黑洞的边缘逃逸，这被称为事件视界。但是一些黑洞，特别是居住在星系中心的超大型黑洞，通过贪婪地吸收明亮的气体和其他物质盘而脱颖而出。EHT图像显示M87黑洞在其吸积盘上的阴影。作为一个模糊的，不对称的环，它首次揭开了宇宙中最神秘的物体之一的黑暗深渊。
“这是一种积累，”多尔曼说。“只是惊讶和惊奇......要知道你已经发现宇宙的一部分对我们来说是不受限制的。”
耶鲁大学的天体物理学家Priyamvada Natarajan表示，备受期待的大型影像“辜负了炒作，这是肯定的，”他不是EHT团队的成员。“这真的让我们感到非常幸运。特殊的时间，人类思维能够理解宇宙，建立所有的科学和技术来实现它
根据爱因斯坦的广义相对论，该图像与黑洞应该是什么样子的预期一致，后者预测了时空如何被黑洞的极端质量扭曲。这张照片是“支持黑洞存在的另一个有力证据。当然，这有助于验证广义相对论，“佛罗里达大学盖恩斯维尔分校的物理学家克利福德威尔说，他不在EHT团队。“能够真正看到这个阴影并发现它是一个巨大的第一步。”
早期的研究通过观察黑洞附近的恒星运动（SN：8/18/18，第12页）或气体云（SN：11/24/18，第16页）来测试广义相对论，但从未在它的优势。威尔说：“它一样好。” 脚尖离得更近，你就会进入黑洞 - 无法报告任何实验的结果。
“黑洞环境可能是广义相对论破裂的地方，”EHT团队成员FeryalÖzel说，他是图森亚利桑那大学的天体物理学家。因此，在极端条件下测试广义相对论可能会揭示出与爱因斯坦预测的偏差。
她说，仅仅因为第一张图像支持广义相对论“并不意味着广义相对论是完全正确的。”许多物理学家认为广义相对论不会成为引力的最后一个词，因为它与另一种基本物理理论 - 量子力学不相容，它描述了非常小的物理学。
该图像还提供了黑洞大小和重量的新测量。阿姆斯特丹大学理论天体物理学家塞拉马科夫在华盛顿哥伦比亚特区举行的新闻发布会上说：“通过直接观察阴影，我们的群众决心有助于解决长期存在的争议。” 使用不同技术进行的估计数量为太阳质量的35亿至72.2亿倍。但新的EHT测量显示其质量约为65亿太阳质量。
该团队还确定了庞然大物的大小 - 直径达380亿公里 - 并且黑洞顺时针旋转。“即使按超大质量黑洞标准，M87也是怪物，”Markoff说。
EHT将目光投向了M87的黑洞和射手座A *，这是银河系中心的超大质量黑洞。但事实证明，对M87的怪物进行成像更容易。在处女座中，黑洞距离地球5500万光年，大约是Sgr A *的2000倍。但它的质量也是银河系巨人的1000倍，相当于大约400万个太阳。额外的重量几乎平衡了M87的距离。“天空中的大小非常相似，”EHT团队成员FeryalÖzel说。
由于它的引力作用，在M87黑洞周围旋转的气体移动并且亮度变化比它们在银河系周围的变化更慢。“在一次观察中，Sgr A *不会静止不动，而M87则不会，”图尔森亚利桑那大学的天体物理学家Özel说。“只是基于这个'黑洞是否静止不动并为我摆姿势？' 从观点来看，我们知道M87会合作更多。“
经过更多的数据分析，该团队希望解决一些关于黑洞的长期谜团，例如M87的庞然大物是如何将数千光年的带电粒子喷射到太空中的。
哈佛大学的天体物理学家Avi Loeb表示，第一张图片就像是在美国独立战争中开始的“环球拍摄”。“这非常重要; 它让人们可以看到未来可能会发生什么，但它并没有向我们提供我们想要的所有信息。“
对于期待已久的Sgr A *的一瞥，人们的希望仍然很高。EHT团队能够收集银河系庞然大物的一些数据，并继续分析这些数据，希望将其形象添加到新的黑洞肖像画廊。
由于黑洞的出现变化如此之快，团队不得不开发新的技术来分析数据。“我们很高兴能够在Sgr A *上工作，”亚利桑那大学图森市天体物理学家丹尼尔·马龙在华盛顿哥伦比亚特区新闻发布会上说。“我们很快就会这样做。我们不承诺任何事情，但我们希望很快就能实现这一目标。“
Loeb说，研究这些不同的环境可以揭示黑洞表现的更多细节。“银河系是与M87完全不同的星系。”
下一次看M87和银河巨头将不得不等待。
科学家们在2017年组成了Event Horizon望远镜的所有八个地点获得了幸运的好天气。然后2018年的恶劣天气和取消2019年观测运行的技术困难阻碍了该团队。
好消息是，到2020年，将会有更多的观测站与之合作。在格陵兰望远镜在2018年加入联盟，和基特峰国家天文台亚利桑那州图森外，和北方扩展的毫米波天线阵 （NOEMA）在法国阿尔卑斯山将在2020年加入EHT。
增加更多望远镜可以让团队扩展图像，更好地捕捉从黑洞喷出的喷流。研究人员还计划使用频率稍高的光进行观察，这可以进一步锐化图像。甚至更大的计划即将出现：“世界统治对我们来说还不够; 我们也想去太空，“多尔曼说。
这些额外的眼睛可能正是将黑洞带入更大焦点所需要的。
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