黑洞到底长啥样?今晚黑洞首张照片将公布

北京时间2019年4月10日21:00,事件视界望远镜(Event Horizon Telescope; EHT)项目和中国科学院在比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿全球六大城市同步举行新闻发布会,公布人类获得的首张黑洞照片。特邀ETH中国团队成员、华中科技大学吴庆文教授为我们做深度解读。

这张即将公布的照片摄自梅西耶87(M87)星系中心的黑洞,重约60亿个太阳质量,距离地球5600万光年,由全世界横跨几大洲近10台毫米波望远镜(或阵列)组成ETH进行联网观测,项目团队包括来自中科院上海天文台、云南天文台、中科院高能所、北京大学、华中科技大学、南京大学等单位的10余名成员。

ETH项目团队在2017年4月5日到11日之间对M87进行了4次非常成功的联合观测,并经过近两年的数据处理,呈现给人类首张黑洞照片。吴教授介绍,这次观测的这个超级黑洞,他们课题组在前期一直在进行研究。黑洞就是一台超级发动机,仅吞噬物质还向宇宙空间以接近光速抛射物质。

关于本次公布的这个黑洞照片,他和研究生冯建超博士过去几年进行了系列研究,对黑洞吞噬物质过程、黑洞自旋等重要信息做了较好限定,提出这次视界望远镜观测的黑洞图像应该是来自黑洞吞噬的物质,而非相对论性喷流。此外,还发现这个巨型黑洞很有可能是高速自转的。这次拍摄的黑洞照片,较好的支持了他们前面的研究结果。

在观测成功以后,由于甚长基线干涉阵数据处理相对较为复杂,而且涉及站点很多,每晚的数据量达2PB(1PB=1000TB=1000000GB),这和欧洲大型对撞机一年产生的数据差不多。为了保证准确性,观测数据用三种完全独立的流程以及多个独立小组进行处理,以保证结果的准确性。

什么是黑洞?

1905年和1916年爱因斯坦分别提出了狭义相对论和广义相对论,这不仅改变了人类对宇宙的认识而且还深深的影响了我们的日常生活,如GPS若不考虑广义相对论效应则无法使用。在过去的一百年中,广义相对论经受住了越来越精确的实验检验,其中比较著名的有:1)水星近日点进动;2)光线偏折;3)光线引力红移;4)雷达回波延迟;5)LIGO发现引力波。

广义相对论一个著名的预言就是黑洞。一切物质落入黑洞视界后都会消失的无影无踪,奔向奇点,连光都无法逃脱。经过近百年的努力,目前天文学家发现几乎每个星系中心都存在一个百万到百亿个太阳质量的巨型黑洞,而且每个星系中可能还存在上亿个恒星级黑洞。目前,黑洞存在的间接证据已经有很多,但人类更渴望直接看到黑洞的面目。虽然黑洞本身并不发光,但它具有强大的引力,可以将周围的物质吸引过来,形成绕其转动的吸积盘。吸积盘可以将吸积物质的引力能变成辐射,从而可以被我们看到。

(湖北经视记者 刘思阳 郭靖 通讯员 高翔 王潇潇 责任编辑 马张驰)