一个视频模拟的静态照片,显示了黑洞的阴影可能是什么样子。这部视频是由彼得·加利森(PeterGalison)和希尔德·金(ChyldKing)制作的一部关于事件视界望远镜(EventHorizonTelescope)项目的短片。2019年4月10日美国东部夏令时上午9点(北京时间21点)将在发布会上展示黑洞的第一张照片。
一个视频模拟的静态照片,显示了黑洞的阴影可能是什么样子。这部视频是由彼得·加利森(PeterGalison)和希尔德·金(ChyldKing)制作的一部关于事件视界望远镜(EventHorizonTelescope)项目的短片。2019年4月10日美国东部夏令时上午9点(北京时间21点)将在发布会上展示黑洞的第一张照片。

Image: © EHT Outreach/YouTube

  前一段时间,EHT官方发布了将在2019年4月10日举办发布会的声明,以下为EHT的部分声明:

  2019年4月10日,“事件视界望远镜”(EHT)合作项目将在全球多个地区同时举行新闻发布会,会上将展示研究的最新成果,以及由其研究相关者和附属机构组织的众多活动。新闻发布会将同时在布鲁塞尔(英语)、林格比(丹麦语)、圣地亚哥(西班牙语)、上海(汉语)、东京(日语)、台北(汉语)和华盛顿(英语)举行,于世界时间13:00(北京时间21:00)开始。

  随后中国科学院上海天文台,以及台湾的中央研究院天文及天文物理研究所也发表声明,将在所在地举办新闻发布会。

中国科学院上海天文台
中国科学院上海天文台
中央研究院天文及天文物理研究所
中央研究院天文及天文物理研究所

  定于6个不同国家和地区的科学新闻发布会将于北京时间4月10日晚21点召开,这使天文学家们非常兴奋,因为黑洞的引力场十分之强,甚至连光都无法逃脱。它们对附近天体施加了强大的引力,科学家们研究这些天体之后现今普遍接受黑洞的存在,但实际上没有人“见过”它的真面目。它有很强的引力,足以让恒星以非常快的速度绕着它转,之前观测到的S-02天体的运行周期为15.2年,其公转速度甚至接近光速的3%(9000公里/秒),这是一个相当夸张的数字,换个角度来对比,太阳系绕银河系中心一周大约需要2.3亿年,其速度仅有约250公里/秒。

  事件视界望远镜(EHT)不是想象中的一个大型望远镜,它是由分布在夏威夷、亚利桑那、西班牙、墨西哥、智利和南极的8座这样的射电望远镜组成的网络,它在2017年4月瞄准了两个庞然大物:人马座A*——银河系中心的超大质量黑洞,以及距离我们5350万光年的M87星系中一个更大的黑洞。经过近两年的数据渲染,科学家们正准备在今年4月份发布第一批黑洞的图像。

这幅艺术想象图像描绘了一个被吸积盘包围的快速旋转的超大质量黑洞。恒星被黑洞的潮汐力撕裂,吸积盘大部分就是由恒星的残留物组成。吸积过程中产生的热量导致爆发了伽马射线暴,类似超新星爆炸
这幅艺术想象图像描绘了一个被吸积盘包围的快速旋转的超大质量黑洞。恒星被黑洞的潮汐力撕裂,吸积盘大部分就是由恒星的残留物组成。吸积过程中产生的热量导致爆发了伽马射线暴,类似超新星爆炸。

Image: © ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser/N. Bartmann

  实际上,黑洞是很难被我们观测到的。事件视界望远镜的项目主管谢泼德·多尔曼(Sheperd Doeleman)说:“黑洞其实很难被发现,其难度相当于从地球寻找和观测一个放在月球上的橘子。”与行星和人类相比,黑洞是巨大的结构。但在在银河系的尺度上,似乎很大的东西,也会变的非常微小,所以拍摄黑洞的事件视界很复杂。来自阿姆斯特丹大学的天体物理学家塞拉·马尔科夫(Sera Markoff)在讨论会上说:“EHT的目标大约是我们太阳系大小的10%。”之后杜尔曼(Doeleman)补充说:“银河系中心的超大质量黑洞人马座A* 的大小只和水星的轨道大小差不多。”银河系的大小是人马座A* 的大约500亿倍,如果一艘宇宙飞船能把天文学家们从银河系中拉出来,那么在银河系中数十亿颗其他恒星和行星中发现这个黑洞将会是相当棘手的。

这张艺术图片描绘了一个关于黑洞的吸积盘的模拟,以及事件视界的三种潜在形状的模拟图像
这张艺术图片描绘了一个关于黑洞的吸积盘的模拟,以及事件视界的三种潜在形状的模拟图像。

Image: © ESO/N. Bartmann/A. Broderick/C.K. Chan/D. Psaltis/F. Ozel

  亚利桑那大学的天文学家和物理学家赛普提斯(Psaltis)说:“对于整个项目的核心,200名科学家想要回答两个问题:第一个问题很简单,拍摄黑洞能否是可行的。但他们的第二个就很重要,科学家想知道爱因斯坦关于黑洞的理论是不是完全正确的。在100年前,爱因斯坦就告诉我们,黑洞视界的大小和形状应该是什么样的。如果我们能把测量的‘尺子’放在视界上,我们就能检验爱因斯坦对于黑洞的理论。”

电影《星际穿越》中的黑洞“卡冈图雅”(Gargantua),由伦敦的视觉效果公司Double Negative制作
电影《星际穿越》中的黑洞“卡冈图雅”(Gargantua),由伦敦的视觉效果公司Double Negative制作。

Image:AF ARCHIVE/ALAMY STOCK PHOTO

  黑洞经常被描绘成更具有想象力的东西,比如虚构的黑洞“卡冈图雅”,它在电影《星际穿越》中被当作是时间旅行的情节装置,但是还不清楚从EGT数据中拼凑出来的图像是否会类似于电影复杂的CGI创作。除了制作出一幅精确的黑洞视界图像外,科学家们还希望在成像中能揭示更多有关黑洞理论的细节。

  哈佛·史密森天体物理学中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)教授兼天文学主席亚伯拉罕·勒布(Abraham Loeb)说:“由于LIGO(激光干涉引力波天文台)已经观测出黑洞周围的时空与爱因斯坦的相对论所预期的接近,所以我希望EHT数据能够确定气体在超大质量黑洞周围的吸积和喷射的物理细节。就在黑洞理论被数学公式化一个世纪之后,人们将要首次看到黑洞的面貌,如果卡尔·史瓦西和阿尔伯特·爱因斯坦能看到这张照片的话,肯定会非常兴奋。”

附:兴奋的直播网址(可能需要VPN):

  1. 上海(汉语):(上海的链接不需要VPN,点击文末的阅读原文即可进入直播间)http://www.xinhuanet.com/politics/ksh/zhibo/201904/3731328_m.html?type=mobile

  2. 台北(汉语):https://m.youtube.com/watch?v=_GsTBTenBZY&feature=youtu.be

  3. 华盛顿(英语):https://m.youtube.com/c/VideosatNSF/live

  4. 布鲁塞尔(英语):https://m.youtube.com/watch?v=Dr20f19czeE&reload=9

  5. 东京(日语):https://m.youtube.com/watch?v=_QBQMT5vrJo