对于神秘的宇宙,人类没有停止过遐想与探索。由 1783 年英国的自然哲学家兼地震学之父 John Michell 提出一个致密天体密度可以大到连光都无法逃逸的想法,至到 1968 年美国天文物理学家 John Archibald Wheeler 提出“黑洞”(Black Hold) 一词的概念,但都却一直没有能证明黑洞确实存在的证据。一直到昨晚 (4 月 10 号) ,人类拍摄到的首张黑洞照片终于被公布,我们才见到了黑洞的真面目。
其实早在 2017 年 4 月这个照片便已经拍摄了,当时是由全球 8 个射电望远镜阵列组成虚拟望远镜网络“事件视界望远镜”(EHT)成功的拍摄了第一张黑洞照片。
这张照片的拍摄不容易,为了提高拍摄的质量,是由位于四大洲的 8 台射电望远镜所组成的一个相当于地球大小的望远镜拍摄而成。北至西班牙,南至南极。
那为什么拍摄于 2017 年的照片会直到如今才“冲晒”出来呢?原因在于望远镜观测到的数据量非常庞大。仅仅是 2017 年的 8 个望远镜拍摄,数据量就已经达到了 10PB(10240TB),而在 2018 年还增加了格陵兰岛望远镜,令到数据量进一步增大。数据量是一方面,另一方面在于技术难题,因为黑洞附近的气体处于一种极端环境当中,运动有着不确定性,为此开发特定的程序和工具协助处理数据。
如此大费周章的一张照片,对于我们有什么意义呢?除了让我们确认了黑洞的存在,也验证了100年前爱因斯坦的广义相对论,证实了爱因斯坦的理论。除此之外,科学家可以根据阴影的尺寸限制中心黑洞的质量,之前测试黑洞质量是一个非常复杂的过程。这一张黑洞的照片,能完善我们对于星系演化的认知与理解。
在这十几年的筹备,以及全球 200 多位科学家的努力之下,对人类意义非凡的第一幅黑洞照片新鲜出炉。改变了以往依靠电脑模拟的黑洞 CG 形象,真实切贴的看到了黑洞。
照片中出现了一个圆环,圆环的一侧亮一些,另一侧暗一些,是因为多普勒效应。圆圈中间的黑色区域就是黑洞本身——光线无法逃离之处。
希望这张照片能为人类探索宇宙带来实质性的进展。