黑洞,作為宇宙中最神秘的天體之一,一直激發著公眾的想象力,但我們一直無法看到黑洞的廬山真面目。就在昨天,這種情況發生了改變。
臺北時間2019年4月10日21:00,歐洲委員會、歐洲研究理事會和事件視界望遠鏡專案(Event Horizon Telescope,EHT)在比利時布魯塞爾、智力聖地亞哥、上海、日本東京、臺北和美國華盛頓六地同時召開新聞釋出會,展示了EHT的突破性成果,向全世界公佈了首張黑洞照片。
黑洞到底是什麼?
傳說,宇宙中有這麼一顆恆星,比太陽還要大幾圈。碌碌無為的活了大半輩子,準備在臨死前做個大事兒。於是,他決定:原地爆炸!
然而,這顆恆星壞得很,它只炸掉了自己的外衣,留下了光禿禿的核。因為這個「核」的質量夠大,就變成了傳說中的黑洞。
黑洞的照片是怎麼拍到的?
用事件視界望遠鏡拍到的。
100多年前,愛因斯坦的廣義相對論提出:引力可視為時空扭曲。它的方程預言:當一個大質量恆星,坍縮到足夠緻密時,其引力會使得時空中的一塊區域極端扭曲。也就是說,太陽太胖,壓彎了時空,地球自己溜過去了。
因為黑洞具有強大的引力,可以將附近的物質拉向自己。而這些物質會繞著黑洞旋轉,最終落入其中。物質在繞行時形成的盤狀結構,被稱為“吸積盤”。這些物質在進入黑洞之前,會因為高速的運動,被加熱到數十億度的高溫,這會發出強烈的輻射。可以透過觀測這些輻射的影像,來獲得黑洞事件視界的剪影。
事件視界望遠鏡就是為了記錄這些剪影而特別設立的。因為觀測黑洞視界的最佳波長為1毫米左右,氣體在這個波段的輻射最明亮,且這個波長的電磁波可以完全不被阻擋。然而,想要在這個波長下獲得清晰的剪影,需要一個口徑像地球一樣大的望遠鏡。
根本做不到,於是EHT利用全球各地的射電望遠鏡組成網路,模擬像地球一樣大的望遠鏡。每一個望遠鏡都收集黑洞附近的剪影,最後再將資料整合,就可以計算出事件視界的影象了。
目前,已經有12個射電望遠鏡加入EHT專案組,它們遍佈世界各地。比如智力、西班牙、夏威夷、北美、墨西哥,甚至是南極洲。
2017年3月,EHT第一次有足夠多的參與成員,使陣列達到足以觀測事件視界的角解析度。8臺望遠鏡歷經5天的連續觀測,為我們帶來了這次看到的「黑洞」。
為什麼洗照片要等兩年這麼久?
因為EHT觀測產生的資料量非常龐大,不可能靠網路來傳遞。在2017年的那五天觀測期間,每座望遠鏡會蒐集超過500TB的資料,整個陣列產生的資料約7000TB,將裝滿1000-2000個硬碟,這些硬碟將透過郵寄的方式集中。
你還記得嗎?上文提到的有一個望遠鏡位於南極,那裡的極端氣候,每年的2月-10月沒有航班。因此,硬碟等到2017年10月才被運出,又輾轉1個月才送達。此後,需要大約1年的時間,等待超級電腦對資料進行整合和分析,才能得到我們今天看到的首張「黑洞」圖片。
黑洞,作為宇宙中最神秘的天體之一,一直激發著公眾的想象力,但我們一直無法看到黑洞的廬山真面目。就在昨天,這種情況發生了改變。
臺北時間2019年4月10日21:00,歐洲委員會、歐洲研究理事會和事件視界望遠鏡專案(Event Horizon Telescope,EHT)在比利時布魯塞爾、智力聖地亞哥、上海、日本東京、臺北和美國華盛頓六地同時召開新聞釋出會,展示了EHT的突破性成果,向全世界公佈了首張黑洞照片。
黑洞到底是什麼?
傳說,宇宙中有這麼一顆恆星,比太陽還要大幾圈。碌碌無為的活了大半輩子,準備在臨死前做個大事兒。於是,他決定:原地爆炸!
然而,這顆恆星壞得很,它只炸掉了自己的外衣,留下了光禿禿的核。因為這個「核」的質量夠大,就變成了傳說中的黑洞。
黑洞的照片是怎麼拍到的?
用事件視界望遠鏡拍到的。
100多年前,愛因斯坦的廣義相對論提出:引力可視為時空扭曲。它的方程預言:當一個大質量恆星,坍縮到足夠緻密時,其引力會使得時空中的一塊區域極端扭曲。也就是說,太陽太胖,壓彎了時空,地球自己溜過去了。
因為黑洞具有強大的引力,可以將附近的物質拉向自己。而這些物質會繞著黑洞旋轉,最終落入其中。物質在繞行時形成的盤狀結構,被稱為“吸積盤”。這些物質在進入黑洞之前,會因為高速的運動,被加熱到數十億度的高溫,這會發出強烈的輻射。可以透過觀測這些輻射的影像,來獲得黑洞事件視界的剪影。
事件視界望遠鏡就是為了記錄這些剪影而特別設立的。因為觀測黑洞視界的最佳波長為1毫米左右,氣體在這個波段的輻射最明亮,且這個波長的電磁波可以完全不被阻擋。然而,想要在這個波長下獲得清晰的剪影,需要一個口徑像地球一樣大的望遠鏡。
根本做不到,於是EHT利用全球各地的射電望遠鏡組成網路,模擬像地球一樣大的望遠鏡。每一個望遠鏡都收集黑洞附近的剪影,最後再將資料整合,就可以計算出事件視界的影象了。
目前,已經有12個射電望遠鏡加入EHT專案組,它們遍佈世界各地。比如智力、西班牙、夏威夷、北美、墨西哥,甚至是南極洲。
2017年3月,EHT第一次有足夠多的參與成員,使陣列達到足以觀測事件視界的角解析度。8臺望遠鏡歷經5天的連續觀測,為我們帶來了這次看到的「黑洞」。
為什麼洗照片要等兩年這麼久?
因為EHT觀測產生的資料量非常龐大,不可能靠網路來傳遞。在2017年的那五天觀測期間,每座望遠鏡會蒐集超過500TB的資料,整個陣列產生的資料約7000TB,將裝滿1000-2000個硬碟,這些硬碟將透過郵寄的方式集中。
你還記得嗎?上文提到的有一個望遠鏡位於南極,那裡的極端氣候,每年的2月-10月沒有航班。因此,硬碟等到2017年10月才被運出,又輾轉1個月才送達。此後,需要大約1年的時間,等待超級電腦對資料進行整合和分析,才能得到我們今天看到的首張「黑洞」圖片。