黑洞攝影的未來——事件視界望遠鏡接下來要做什麼

2020-12-03 心系宇宙天地寬

事件視界望遠鏡是由八套地面射電望遠鏡組成的幾乎橫跨地球直徑的陣列，通過緊密的國際合作成功獲取到M87星系中心的超大質量黑洞及其陰影的圖像。

圖片來自EHT Collaboration

觀測結果再一次證明了廣義相對論在宇宙中的支配地位，愛因斯坦將引力描述為時空扭曲的結果終於被我們直觀的看到。這次發布的圖像可以幫助科學家們更好地了解超大質量黑洞如何形成，以及如何影響其宿主星系的演化。

這並不意味著該項目的工作已經完成，研究者並沒有放鬆並躺在人類第一張黑洞圖像帶來的榮譽桂冠上，雖然這一史詩般的成就足以讓他們終生引以為傲。

還有很多工作要繼續進行，比如想辦法用算法來銳化現有圖像，也許我們很快就能看到更清晰的黑洞照片。

另外別忘了，EHT還觀測了我們銀河系中心的超大質量黑洞，這個被稱為人馬座A *的天體有430萬個太陽質量，離地球約26000光年。因為它隱藏在更濃密的塵埃與氣體背後，並且在觀測期間的短時間尺度上比M87黑洞變化更大，因此更難以成像。不過EHT團隊樂觀地表示他們應該能夠從複雜的數據中抽取出人馬座A *的事件視界圖像，雖然他們依科學家的嚴謹習性，並沒有做出完全的承諾，但相信他們很快就能做到。

EHT還將加入新的成員，一個位於亞利桑那州南部基特峰頂上的射電望遠鏡，這能夠幫助提高成像精度。

另外，到目前為止，EHT僅在1.3毫米波長頻率上觀測了黑洞，按計劃很快就會提高到0.87毫米波長，這會增強望遠鏡的角解析度，估計可以提高30％以上。

在更長遠的計劃中，EHT項目還希望將幹涉基線的虛擬範圍延伸到地球以外。如果將一個射電望遠鏡發射到地球軌道上，它就能成為更大的虛擬望遠鏡，可以獲得更令人驚嘆的圖像。

EHT還可以生成視頻而不僅是圖像，研究者希望在未來能夠製作出環繞黑洞軌道運行的視頻。

但實施這些前瞻計劃的最大障礙還是數據傳輸問題，因為每個EHT單元獲得的觀測數據量過於龐大，必須以郵遞硬碟的方式匯總到數據處理中心，無法通過網絡傳輸。所以目前對於如何從軌道射電天文臺傳輸回數據還沒有制定出解決方案。

EHT並不是唯一的黑洞成像項目。比如NASA的核光譜望遠鏡陣列（NuSTAR）也正在尋找並描繪我們周圍的超大質量黑洞的精細特徵。

未來歐空局還將發射軌道雷射幹涉儀，旨在發現超大質量黑洞合併產生的引力波。

黑洞研究即將進入黃金時代，有很多方法可以補充研究超大質量黑洞附近的環境，我們可以找到並看到更多有趣的東西。

相關焦點

  • 事件視界望遠鏡即將拍攝墜入黑洞的物質!
    這張位於M87星系中心的黑洞圖片登上了世界各地的頭版新聞。項目負責人在美國物理學會4月會議上說，事件視界望遠鏡（EHT）很快就會製作出第一部關於這種熱氣體在陰影周圍混亂旋轉的影像。EHT不是一個單一的望遠鏡，相反，它是一個由世界各地射電望遠鏡組成的網絡，它們一起對無線電波進行精確定時的記錄，這些記錄可以組合起來，使不同的望遠鏡成為一個整體。
  • 黑洞照片怎麼拍的 黑洞照片具體拍攝手法 事件視界望遠鏡是什麼
    同時，黑洞也會以噴流和風的形式向外噴射物質和能量。不過，雖說黑洞的陰影能被「看到」，但也不是所有黑洞都符合成像條件。由於黑洞事件視界的大小與其質量成正比，這也意味著黑洞的質量越大，事件視界就越大，也越適合成像。因此，距離我們近的超大質量黑洞是完美的黑洞成像候選體。用這一虛擬望遠鏡「拍照」的兩個目前已知最優的候選體，一個是銀河系中心黑洞Sgr A＊ ，一個是近鄰射電星系M87的中心黑洞M87＊。
  • 科普:「事件視界」和「事件視界望遠鏡」——探尋黑洞的蛛絲馬跡
    新華社北京4月10日電（記者郭爽）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」。對這個特殊區域，人類動用口徑相當於地球直徑的「虛擬望遠鏡」，探尋黑洞留下的種種「蛛絲馬跡」。根據著名理論物理學家霍金的理論，黑洞「事件視界」並非「有去無來」的單行車道。儘管物體一旦被吸入黑洞就會永遠消失，但如果經過數十億年的時間，黑洞可能會「滲出」一些被吸入物質的蛛絲馬跡。由於黑洞非常遙遠且半徑很小，以往設施沒有足夠的解析度來直接觀測黑洞，而是用觀察周圍恆星運動、吸積盤和噴流乃至引力波等間接方法來進行探測。
  • 什麼是黑洞事件視界,那裡發生了什麼?
    模擬的電子在旋轉黑洞事件視界附近的行為事件視界望遠鏡項目發布了其黑洞成像計劃的第一批結果，但究竟什麼是事件視界呢？黑洞的事件視界與物質的逃逸速度有關，逃逸速度就是一個物體脫離黑洞的引力所需要達到的速度。物質越越近黑洞，逃離黑洞引力所需要的速度就越大。
  • 公布的首張黑洞照片是怎麼拍的?什麼是事件視界望遠鏡?
    公布的首張黑洞照片是怎麼拍的？什麼是事件視界望遠鏡？不久前，天文學界發表了人類歷史上第一張黑洞照片。這張照片是數百名科學家經過十多年努力的研究成果，因此引起了全球的關注。那麼，讓我們一起研究下公布的首張黑洞照片是怎麼拍的呢？
  • 事件視界望遠鏡獲取到的黑洞是長什麼樣的?有什麼意義?
    黑洞視界外到底什麼樣明天就會揭曉了，事件視界望遠鏡的組建代表人類觀測水平的又一次提升，不僅可以用來觀測黑洞，還可以觀測很多難以觀測天體事件。事件視界望遠鏡不是傳統意義上的望遠鏡或者望遠鏡矩陣，由於單個超大口徑望遠鏡建造難度大，而射電信號擁有可組合起來的特點，科學家就利用近幾十年建設在世界各地的射電望遠鏡，將獲得的信號組合起來，經過去除背景雜質信號等方式，將獲得的信號放大，可以得到比單一望遠鏡更強的信號。
  • 「事件視界望遠鏡」拍下人類史上首張黑洞照片
    黑洞是一種體積極小、質量極大的天體，具有非常強的引力，在它周圍的一定區域內，連光也無法逃逸出去，「事件視界望遠鏡」實際上嘗試觀測的是黑洞的「事件視界」。看到這張照片你會想到什麼呢？亦或這個電暖扇？雖然照片看上去有點像，蜂窩煤、電暖扇、甜甜圈.
  • 人類史上首張黑洞照片今晚發布,「事件視界望遠鏡」是什麼?
    多國科研人員合作的「事件視界望遠鏡」項目將於10日發布一項「開創性成果」，輿論普遍認為這將是人類有史以來獲得的第一張黑洞照片。目前，這張直接由望遠鏡拍到的黑洞照片已進入最後的「衝洗」階段，距離問世已進入倒計時。
  • 拍下黑洞的「事件視界望遠鏡」究竟是什麼?一顆旋轉的迪斯科球
    「事件視界望遠鏡」中的南極望遠鏡。這是因為物質與輻射經過黑洞時，會坍縮入黑洞內部密度趨於無限的「奇點」（singularity），受引力影響，這些彌散物質會在黑洞周圍形成一個「吸積盤」，它們的明亮襯託會給黑洞留下一個圓形的暗影，而處於明暗之間的時空區隔界線便是「事件視界」。
  • 事件視界望遠鏡獲得新資金拍攝黑洞的第一部電影
    這筆1 270萬美元的贈款來自國家科學基金會，該基金會是黑洞圖像項目的長期資金來源。「壯觀的……結果超出了我們最瘋狂的預期，我對我們作為團隊所取得的成就深感自豪，」Shep Doeleman，事件視界望遠鏡的創始人，哈佛-史密森天體物理中心的天文學家，在一份聲明中說。"現在人們聽到最多的問題是，"下一步是什麼？"答案是一個移動的黑洞圖像，而不是靜態快照。
  • 黑洞照片的背後英雄 事件視界望遠鏡
    雖然被稱為「望遠鏡」， 但事件視界望遠鏡（EHT，Event Horizon Telescope）其實是2016年天文學家們發起的一項國際觀測項目， 由全球分布的8個射電望遠鏡組成觀測陣列。這些望遠鏡從南到北橫跨7000千米左右，從東到西跨越的距離也差不多，就是如果將它們彼此連線串聯起來，它們組成的面積將和地球的視直徑差不多，這些望遠鏡通過甚長基線幹涉測量技術（VLBI） 同時觀測某個黑洞，基本上可以看作以地球的視面積範圍上觀察，因此事件視界望遠鏡（EHT）也被稱為「地球一樣大的望遠鏡」。
  • 事件視界--黑洞不是「洞」
    為揭開黑洞的神秘面紗，2017年，一項黑洞觀測計劃，即「事件視界望遠鏡」（EHT）計劃正式啟動。路如森解釋，黑洞本身的確是不發光的，但是這種被極度壓縮的完全黑暗的天體，因為強引力的特性可以讓時空彎曲，併吞噬周圍的氣體。在此過程中，氣體的引力能轉化成熱能，氣體的溫度變得很高，進而發出強烈的輻射。
  • 科普:「事件視界」和「事件視界望遠鏡」
    新華社北京4月10日電（記者郭爽）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」。對這個特殊區域，人類動用口徑相當於地球直徑的「虛擬望遠鏡」，探尋黑洞留下的種種「蛛絲馬跡」。根據著名理論物理學家霍金的理論，黑洞「事件視界」並非「有去無來」的單行車道。儘管物體一旦被吸入黑洞就會永遠消失，但如果經過數十億年的時間，黑洞可能會「滲出」一些被吸入物質的蛛絲馬跡。由於黑洞非常遙遠且半徑很小，以往設施沒有足夠的解析度來直接觀測黑洞，而是用觀察周圍恆星運動、吸積盤和噴流乃至引力波等間接方法來進行探測。
  • 事件視界望遠鏡
    然而，愛因斯坦的預言都是在弱引力場情形下的預言，廣義相對論尚未在諸如黑洞附近這樣引力極強環境下得到檢驗。目前，事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope, EHT）將對銀河系中心的黑洞，即人馬座A*的視界進行高解析度觀測，從而驗證廣義相對論對強引力場是否適用。
  • 黑洞事件視界望遠鏡拍攝史無前例的黑洞射流圖像
    如今，了解這些黑洞射流及其形成方式對天體物理學家而言至關重要，而研究黑洞射流的一種流行方法是長基線幹涉法（VLBI）。長基線幹涉法（VLBI）是一種將世界各地射電望遠鏡的觀測結果結合在一起的方法，可以有效地創建更大的望遠鏡，從而提高其分辨遠距離天體的整體解析度。
  • 人類試拍黑洞照片需使用「事件視界望遠鏡」
    網絡配圖人類試拍黑洞照片，需使用「事件視界望遠鏡」。4月5日開始，一個國際合作的天文項目「事件視界望遠鏡」（Event Horizon Telescope，EHT）開始對兩個特殊的天體進行觀測：距離地球25000 光年，位於銀河系核心人馬座A，以及距離地球5300 萬光年的M87 室女座星雲。觀測的目標不是常規的天體，而是兩個疑似的超大質量黑洞。「事件視界望遠鏡」的觀測將讓人類第一次看到黑洞的真實樣子。
  • 黑洞公告!事件視界望遠鏡將於周三首次公布「黑洞圖片」
    事件視界望遠鏡(EHT)的科學家們日前宣布，世界上第一張黑洞圖片將在兩天之後向公眾公布。黑洞：有史以來第一張黑洞圖片將於本周公布。這一突破性的成就將於4月10日星期三在一系列同時舉行的新聞發布會上公布。天文學家將首次展示銀河系中心的超大質量黑洞，這一壯舉直到最近才被認為是不可能的。
  • 史無前例的壯舉:由事件視界望遠鏡拍攝的首張黑洞照片就要出來了
    你們很多人可能都已經知道，4月10號，我們將看到一張來自於事件視界望遠鏡（EHT）的所謂的「黑洞的第一張照片」。我不是觀測天體的物理學家，所以我的問題是：他們是如何拍攝這張無線電圖像的，它是否與質量更好的舊式射電望遠鏡一樣，還是這張照片背後是否含有新技術？
  • 百度今日Doodle:事件視界望遠鏡公布第一張「黑洞」影像
    作為天文愛好者和科技迷的小編緊張激動得直搓手，因為今天21點整，全球六地（比利時布魯塞爾、智利聖地牙哥、中國上海和臺北、日本東京以及美國華盛頓）同步召開新聞發布會，事件視界望遠鏡（EHT）宣布一項重大成果：與超大質量「黑洞」的照片有關，人類將第一次看到「黑洞」的樣子，這有可能是今年最重要的科學發現之一。好嗨喲，感覺人生已經達到了巔峰。
  • 黑洞的事件視界得到進一步證實
    如果這個奇點被事件視界(event horizon，下面簡稱視界)包圍，就形成了黑洞。大多數科學家都認為，無論任何東西，一旦越過黑洞的視界，就會被強大的引力吸引而無法逃脫。儘管這個概念被普遍接受，但視界的存在並沒有得到證明。