科維理研究所參與的「事件視界望遠鏡」合作組獲2020年基礎物理學...

2020-12-05 北大新聞網

2019/09/08 信息來源： 科維理天文與天體物理研究所

編輯：麥洛 |

9月5日，科學突破獎基金會宣布，「事件視界望遠鏡」（EHT）合作組獲得2020年基礎物理學突破獎。授予原因是合作組使用多臺望遠鏡、有效地形成一臺地球尺寸的望遠鏡，獲得人類史上超大質量黑洞的第一張照片[1]。這是EHT合作組和全球各地合作者們共同努力的成果。

EHT合作組負責人、哈佛-史密松天體物理中心Shep Doeleman將在11月3日代表合作組出席第八屆年度頒獎典禮。來自世界各地的347位科學家共同分享獎項授予的總額為300萬美元的獎金。這347位科學家是今年4月10日在《天體物理學報通信》發表的六篇文章「事件視界望遠鏡關於M87的首批成果」的署名作者，其中包括來自北京大學科維理天文與天體物理研究所的所長何子山教授和邵立晶研究員。

在愛因斯坦的廣義相對論中，黑洞是宇宙中最引人入勝的神秘天體。黑洞是彎曲時空中因為引力場極強而導致任何物體都無法逃脫的奇特區域；物體無法逃脫的邊界稱為「事件視界」。物質和光在事件視界附近的動力學是天文學和物理學中諸多基本問題的研究重點，引起了科學家們的廣泛興趣。但是，由於黑洞的事件視界尺度小，以及黑洞本身離我們的距離遠等限制，我們觀測黑洞視界的張角是非常小的。這就要求我們使用解析度極高的望遠鏡。

合作組發表於《天體物理學報通信》的六篇文章回答了「黑洞看起來長什麼樣」這個問題。他們通過策略性地協調全球各地的八臺望遠鏡，使其等效地形成一臺地球尺寸的「大望遠鏡」，成功地獲得了M87星系中超大質量的黑洞照片。這個等效的「大望遠鏡」具有前所未有的空間解析度，達到了能分辨M87星系中的超大質量黑洞事件視界的精度。拍攝得到的黑洞照片中特徵性的環狀結構（圖1）與愛因斯坦廣義相對論的理論預言相一致。正是這一成果使合作組獲得2020年突破獎。

圖1:「事件視界望遠鏡」合作組拍攝的人類首張M87星系中的超大質量黑洞的照片[2]

科學突破獎被稱為是「科學界的奧斯卡獎」，由謝爾蓋·布林、馬克·扎克伯格夫婦、馬化騰、俄羅斯尤裡·米爾納夫婦、安妮·沃西基等人贊助。突破獎從2013年起，每年獎勵那些探索科學中「最大的問題」、尋找「最深刻的解釋」的成果。今年典禮的主題受到EHT合作組探索未知世界的靈感，定為「無形中見有形」（Seeingthe Invisible）。如今，EHT合作組的科學家們仍在繼續努力，進一步優化望遠鏡的運作，以期「拍攝」更高解析度的超大質量黑洞照片。

[1] https://breakthroughprize.org/News/54

[2] https://iopscience.iop.org/journal/2041-8205/page/Focus_on_EHT

相關焦點

  • 事件視界望遠鏡的研究人員榮獲2020年基礎物理學突破獎
    2020年基礎物理學突破獎（The 2020 Breakthrough Prize in Fundamental Physics）將頒發給事件視界望遠鏡合作項目（Event Horizon Telescope, EHT）的研究人員，以表彰其發表的「全球範圍天文望遠鏡合作拍攝、世界首張超大質量黑洞的照片」。
  • 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。
  • 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。
  • 2020年科學突破獎:生命科學、基礎物理學和數學獎揭曉
    獎金共計2160萬美元，授予拍攝第一張黑洞照片、確立肥胖的生物學基礎，在痛覺感知的生物化學方面的發現等重大成就 物理學獎得主：事件視界望遠鏡合作項目的347名成員 生命科學獎得主
  • 2020年突破獎宣布生命科學、基礎物理學和數學獎獲得者
    突破獎每年都會表彰在生命科學，基礎物理學和數學領域的成就。這些學科旨在提出最終極的問題，並尋求最深刻的答案。2020年突破獎用於獎勵以下領域的科學突破：製作第一張黑洞圖像，確定肥胖症的生物學基礎，發現痛覺的生物化學機制，以及其他重要成就。
  • 引力波視角下的世界圖景│科協2020前沿問題解讀
    本文是對第22屆中國科協年會上發布的「2020重大科學問題和工程技術難題」之「引力波將如何揭示宇宙奧秘」的解讀，由北京大學科維理天文與天體物理研究所邵立晶研究員撰寫，發表於《科學通報》中文版。
  • 黑洞照製作者獲基礎物理學突破獎 獎金300萬美元
    據法新社9月5日報導稱，合作製作出世界首張黑洞圖像的347名科學家5日榮獲基礎物理學突破獎，並獲得300萬美元獎金。該獎項被譽為「科學界奧斯卡」。今年4月10日，「事件視界望遠鏡」項目首次公布了一個巨大黑洞被橙色白熱等離子體光環包圍的圖像，吸引了全球媒體的目光。
  • 黑洞事件視界望遠鏡拍攝史無前例的黑洞射流圖像
    事件視界望遠鏡運用長基線幹涉法長基線幹涉法（VLBI）最著名的用途來自事件視界望遠鏡，這是一個全球性協作天文臺，今天，科學家發布了由德國馬克斯·普朗克射電天文學研究所的Jae-Young Kim領導的3C 279分析結果。事件視界望遠鏡於2017年4月5日，6日，10日和11日對目標進行了成像，隨後的幾年中，科學家們努力將觀察結果進行合併分析實際數據。
  • 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。1915年，愛因斯坦在廣義相對論中最先預言了黑洞的存在。在他的推論中，黑洞是一種質量巨大、引力極強的天體，可以吸收周圍一切外來物質和輻射，連人類已知傳播速度最快的光都無法逃脫。理論上，黑洞無法被觀察，但黑洞的陰影——「事件視界（event horizon）」卻可以。
  • 事件視界望遠鏡獲得新資金拍攝黑洞的第一部電影
    參與事件視界望遠鏡研究的加州理工學院的計算機科學家Katie Bouman在一份聲明中說：「我們的銀河系擁有一個超大質量黑洞，它在一夜之間發生了巨大的變化。」「我們正在開發新的方法，這些方法結合了機器學習和計算成像中的新想法，以便製作第一部氣體螺旋向事件視界的電影。」事件視界望遠鏡項目將全球各地的天文臺聚集在一起，以模擬像地球這樣大的望遠鏡。
  • 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
    據介紹，拍照工作大約兩年前正式啟動，位於歐洲、美洲、大洋洲和南極洲的8個天文臺參與。觀測數據於2017年4月完成收集，並在當年年底送到馬克斯·普朗克射電天文研究所和美國麻省理工學院分析。2018年6月至11月，各地科學家基於這些數據進行圖像構建工作。此後直至今年4月，是相關論文的撰寫和同行評議階段。「我們取得的觀察結果非常重要，質量也讓人驚喜。」
  • 事件視界望遠鏡
    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。2017年4月，事件視界望遠鏡（Event Horizon Telescope, EHT）對銀河系中心的黑洞，即人馬座A*的視界進行了高解析度觀測（相關數據的分析還需要1年左右時間），從而驗證廣義相對論對強引力場是否適用。顧名思義，EHT是看事件視界的望遠鏡，然而，很多人並不真正了解黑洞和它的視界。視界訛傳成了在未來、現在和過去中穿越的大門。事實上，訛傳來自好萊塢，視界並非是魔界。
  • 視界望遠鏡再次取得重大突破！發現類星體黑洞噴流之謎！
    好消息，曾拍攝黑洞首張照片的視界望遠鏡發現了類星體內部奇怪的黑洞噴流之謎！事件視界望遠鏡（EHT）在2019年4月10日拍攝到了人類歷史上首張黑洞照片，成功載入史冊!與此同時，事件視界望遠鏡正在收集數據以創建第一張黑洞圖像，同時它也在觀察一個更奇怪的物體，並成功取得突破進展。
  • 黑洞照片的背後英雄 事件視界望遠鏡
    中國航空報訊：人類史上第一張黑洞照片誕生的背後是科學家們調動了全球從兩極到赤道共8個天文臺的力量進行圖片數據拍攝，之後，又有來自全球的62家科研機構共同參與， 花費了2年時間衝洗照片才有的成果。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。
  • 事件視界還是表觀視界--中國數字科技館
    「表觀視界」的出現2013 年8 月，霍金通過Skype（一款網絡即時語音溝通工具），給美國加州大學聖巴巴拉分校的科維理研究所（Kav⁃li Institute）作了一場報告。隨後，他基於這場報告的內容，完成了題為《黑洞的信息保存和天氣預報》的文章，並於2014 年1 月22 日在arXiv 發表。正是這篇文章，摒棄了黑洞周圍存在事件視界(Event Horizon)的概念。所謂事件視界，即指黑洞周圍看不見的邊界。一旦到達這個無形的黑洞邊界，任何事物，哪怕是光，都無法逃逸。它是宇宙中的單行道：只能進，不能出。
  • 「巨型鏡子」——事件視界望遠鏡是怎麼工作的?
    事件視界望遠鏡由散布在世界各地的多個望遠鏡組成，但它運作起來如同一個巨型望遠鏡。接下來讓我們揭示它是如何運作的。如果你想更深入、更清晰地觀察宇宙，有一個大家都贊同的理想策略：建造一個儘可能大的望遠鏡。但我們在天文學領域所建立的解析度最高的圖像，並不是由最大的望遠鏡拍攝到的，而是來自一系列中等尺寸的望遠鏡組成的望遠鏡陣列：事件視界望遠鏡。這怎麼可能呢？
  • 今晚9點「事件視界望遠鏡」項目將發布黑洞研究成果
    據央視新聞客戶端消息　北京時間今晚(10日)9點，由全球多國科研人員合作的「事件視界望遠鏡」項目將發布一項
  • 「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。
  • 「事件視界望遠鏡」拍的高糊圖片能解決類...
    在經歷了漫長的黑洞探索後，2017 年 4 月，全球 30 多個研究所的天文學家總算完成了對黑洞的拍攝工作。2019 年 4 月，首張黑洞照片公布，成為黑洞研究的裡程碑事件。時隔一年，天文學家們又公布了全球第二張黑洞照片——2017 年 4 月拍攝到的 55 億光年外的類星體 3C 279 中央核心及其射流起源的圖片。