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分享 網管 - 科學新知 | 2019-10-08 | 人氣:58

 2019年10月07日

(NASA/CXC/M.Weiss)

拍攝到第一張黑洞照片的國際合作組表示,人類很快就能像看電影一樣觀看黑洞的活動了。和好萊塢電影經歷的發展一樣,開始可能分辨度低一些,以後圖像質量將不斷提升。

今年早些時候,國際合作團隊利用視界望遠鏡(EHT)拍到了第一張黑洞的照片,獲得300萬美元的「突破獎」。現在該團隊在研究如何拍攝黑洞活動的視頻,目標選定第一張黑洞照片裡的M87(室女A星系)和我們銀河系中心黑洞人馬座A(Sgr A*)這兩個黑洞。

拍攝對象的選擇

EHT團隊負責人杜勒曼(Shep Doeleman)告訴《商業內幕》(Business Insider)新聞網,M87中心黑洞的質量是太陽的65億倍;而我們銀河系中心Sgr A*黑洞的質量只有太陽的400萬倍左右。

這意味著Sgr A*黑洞周圍的吸積盤比M87中心黑洞的吸積盤小很多,因此科學家認為吸積盤圍繞Sgr A*黑洞轉一圈大約只需幾小時,而M87中心黑洞的吸積盤轉一圈大約要幾周的時間。

杜勒曼說:「觀測M87的黑洞,前後一週可能不會有太多不同;而對Sgr A*觀測一個晚上,就能看到吸積盤繞黑洞已經好幾圈。」因此,對M87的錄影計畫需要拍攝長達幾個月的時間。

相當於地球大小的虛擬望遠鏡

EHT由分布在世界各地的8個觀測臺組成。它們組合在一起,相當於一臺有地球這麼大的虛擬望遠鏡。目前只能拍攝照片。

研究團隊表示,他們計劃2020年增加到11臺望遠鏡、以及改進EHT網絡計算機處理能力,使其能夠處理目前10倍的數據量,就可以勝任錄影的任務。在之後4年,再增加更多望遠鏡,將大幅提升視頻的質量。

杜勒曼說:「當增加到20臺望遠鏡的時候,將是一個飛躍。我們將獲得高質量的影像。」

再者,如果將來還能結合地球軌道上的太空望遠鏡共同觀測,組合之後的虛擬望遠鏡的規模將更大。

第一張黑洞照片的意義

在今年拍攝到這張照片之前,所有對黑洞的認知都來源於理論推測。正因為黑洞強大的引力讓周圍一切,包括光線都無法逃逸,因此要拍攝到照片很困難。通過遍布全球各地望遠鏡的合作,人類終於實現了這一突破。

這張照片讓科學家十分高興,因為它證實了很多關於黑洞理論的正確性。

黑洞周圍由大量來自死亡星體的超高溫氣體和塵埃組成的吸積盤,圍繞黑洞高速旋轉。科學家看到M87中心黑洞的吸積盤相當大,比我們整個太陽系都大。還看到了神秘的事件視界,這個邊界以內引力強大到任何物體都無法逃逸。

杜勒曼說,這張照片提供了很多信息。「它告訴我們黑洞周圍有著接近光速運動的氣體;告訴我們這個黑洞在宇宙中的朝向;證實了愛因斯坦理論關於黑洞邊界處引力的理論。一旦我們找到這樣一個探索宇宙內部機制奧祕的工具,這立刻激勵我們想用它進行更多的探索。」

拍攝黑洞影像的意義

杜勒曼說,將來收錄的視頻能揭示照片不能揭示的秘密,比如黑洞如何吞噬恆星、如何與周圍環境互動,及其發展演化的情況。

「我們能看到黑洞演變的實時情況,了解(黑洞)南北極的噴射物、黑洞如何與星系共同發展,通過觀察圍繞在黑洞周圍的物質,還能從完全不同的方式檢驗愛因斯坦的相對論。」

有的人可能想,現在不是經常看到黑洞吞噬恆星的觀測嗎?杜勒曼說,目前的觀測是從最終抵達地球的強烈射線數據中分析所得。將來這個項目拍到的視頻,將能看到事件進展的整個過程。

杜勒曼把這個過程比作好萊塢電影的發展。幾十年前,剛拍攝的影片即便看起來顆粒很粗糙,已經相當令人振奮,之後技術在不斷改進。

「不少年輕的科學家已經在首張黑洞照片的基礎上開展研究工作了,」杜勒曼說,「我們在開闢一個全新的領域,未來幾年將有很大發展。」

 

原文網址:http://www.epochtimes.com/b5/19/10/7/n11573686.htm