昨晚,科學家在全球六個地點(華盛頓、上海、台北、聖地亞哥、布魯塞爾和東京)同步召開記者會,發布他們第一次拍到的黑洞照片。
此次拍照的主角是一個代號為M87的超巨橢圓星系中心黑洞,它的質量是太陽的65億倍,距離地球5500萬光年。
“我們已經看到了我們認為不可見的東西”,科學家說。
圖片來源:新華網
5天拍攝,2年計算處理,花費5000多萬美元
此次拍攝的黑洞是一個中心為黑色的明亮環狀結構,有點像甜甜圈。
圖片來源:36氪
“甜甜圈”一側亮一些,另一側暗一些,原因在於吸積盤的運動效應——朝向我們視線運動的區域因為多普勒效應而變得更亮,遠離我們視線運動的區域會變暗。中間黑色的區域就是黑洞本身——光線無法逃離之處。
圖片來源:NASA
黑洞,顧名思義,是“黑”的,其本身不發光。但黑洞周圍的物質可以發出電磁輻射(廣義上的“光”),並能傳播到地球,被地球上的天文望遠鏡所觀測。黑洞散發的“光”比整個銀河系幾十億顆星加起來還要亮,這也是為什麼即使距離地球有足足5500萬光年,人們依然能夠看到它。
5000萬億字節數據,超級計算機處理兩年
給黑洞拍照的是“事件視界望遠鏡”(EHT)項目的科學家,在黑洞周圍,光線不能逃脫的臨界範圍被稱為黑洞的半徑或“事件視界”。
EHT科學委員會主席、荷蘭Radbound大學Heino Falcke教授是“黑洞拍照”項目的發起人。Falcke教授在20年前在做研究時就發現,在黑洞周圍可能會產生某種射電波,從地球上的望遠鏡可以發現這種強波。
為了證明自己的判斷,Falcke教授花了整整20年時間,終於向歐洲研究理事會申請到了經費來資助這一項目,後來美國國家科學基金會和東亞資助機構也加入其中,總資助金額超過4650萬歐元(約合5250萬美元)。
M87黑洞距離地球5500萬光年,要拍攝這麼遠的對象,科學家模擬出口徑像地球一樣大的望遠鏡,稱作“事件視界望遠鏡”。
“事件視界望遠鏡” 是分布在全球的八組射電望遠鏡,2017年開始給黑洞拍照片,望遠鏡陣列在5天內收集了5000萬億字節的數據,再經過近兩年的數據處理及理論分析,終於成功獲得第一張黑洞照片。
媒體報道:5000萬億字節的數據只能存在硬盤里用飛機運往超級計算中心,因為使用網絡傳輸實在太慢了。
位於智利的阿塔卡馬大型毫米波陣ALMA望遠鏡 圖片來源:中國科普博覽
發布黑洞照片只是開始,EHT項目的科學家說,未來會擴大陣列望遠鏡的數量規模,提高靈敏度和分辨率,繼續觀測兩個黑洞在不同階段的變化,甚至對新的黑洞進行觀察,拍攝新的、質量更好的照片。
指引未來:或幫助進行星際旅行
來自美國哥倫比亞大學的天文學家大衛·基平(David Kipping)宣稱:人類或許可以通過一種名為“光環驅動器”(Halo Drive)的全新方法,從雙黑洞系統獲取能量,從而實現無需燃料的星際旅行。
光環驅動器推動飛船的原理主要是利用“引力鏡”來吸收黑洞的能量。引力鏡是指黑洞的某一區域在吞噬物質之後,又將物質以同樣的方向拋射出去。
科學家已經觀察到,當光子進入引力鏡區域並隨後被射回時,它們不僅從旅程中獲得了速度,而且還保留了一部分動能。
2016年,物理學家史蒂芬·霍金與投資人尤里·米爾納共同宣布“突破攝星”(Breakthrough Starshot)項目正式啟動。該項目的初期投資為1億美元,計劃研發名為“星片”(StarChip)的光帆飛行器,以五分之一光速航行約20年,到達半人馬α星——距離我們最近的恒星系統。
除了黑洞,還有白洞
黑洞並不是宇宙中唯一的“洞”,白洞與黑洞相反,黑洞的事件視界是其引力強度達到光線也無法逃逸的邊界,白洞的事件視界就是阻止任何物體進入的禁區。
白洞與黑洞是物理學家們根據黑洞在愛因斯坦的廣義相對論上所提出的“假想”物體,或一種數學模型。與黑洞完全相反,白洞並不是吸收外部物質,而是不斷地向外圍噴射各種星際物質與宇宙能量,是一種宇宙中的噴射源。
目前,白洞純粹是理論上的概念,但是黑洞曾經也是如此,後來才被證實。
用意念炒股,誰是黑洞概念股?
“股民永不缺席熱點事件”,黑洞照片公布後,股民們開始尋找黑洞概念股。
可惜今日四維圖新高開低走,A股中還有一家上市公司名叫“太空智造”,今日也沒有漲停。同時,樂視網也無辜躺槍,網友評論稱:樂視網,絕對的黑洞。
FAST天眼、太赫茲概念股受關注
我國擁有世界最大望遠鏡FAST天眼,它能通過自身的反射單元捕捉到距離地球137億光年所產生的電磁信號。因此,有券商認為部分參與建設FAST工程的上市公司被認為是“黑洞概念股”。
射電望遠鏡相關概念股中,華創證券推薦了、和某股票APP的每日金股中,東南網架也排在第一位。東南網架主要生產鋼結構網架、滌綸預取向絲(POY)、滌綸牽引絲(FDY)等。
此外,太赫茲概念股今日也受到追捧,並有兩家上市公司股票漲停。太赫茲也被稱作:遠紅外,亞毫米波、超微波等,是一種新的、有很多獨特優點的輻射源。
黑洞涉及人類對宇宙的根本了解,愛因斯坦的相對論描述了宏觀,量子力學描述了微觀,但是在黑洞的邊緣,相對論與量子力學無法協調,一些科學家相信在那里可能會發現新的東西。
中科院上海天文台副台長袁峰稱:“第一張黑洞照片與引力波的發現同等重要,都是對廣義相對論的驗證,可能會拿諾貝爾獎。”