2019年4月10日晚21時,全球多地的天文學家們同步公布了人類歷史上首張黑洞的照片。
恭喜在座的各位,包括我自己,能夠有幸一睹來自M87星系中心的人類首張黑洞照片,無論你關注與否,都可以把這項全人類的偉大成就歸入「有生之年」系列。
在用最通俗的語言告訴你——人類首張黑洞照片代表了什麼之前,我還是簡單介紹一下這個項目:
從2015年開始,全球天文學家就籌劃著利用分布在全球各地的多個射電望遠鏡組成的事件視界望遠鏡(EHT)對位於銀河系中心的黑洞人馬座A*及位於室女座M87星系中心的黑洞進行觀察,並期待能夠拍下黑洞的照片以公諸於世。
EHT的口徑有10700公裡,相當於地球直徑那麼大,能夠從地球上觀測到月球上一張DVD光碟大小的物體,夠大了吧?然而對於距離我們有5500萬光年的M87星系中心黑洞來說,就好像從地球上觀測月球上蘋果大小的物體一樣,遠遠不夠。
而觀測口徑如此巨大的虛擬望遠鏡,每秒將產生32GB的數據,如此巨大的數據經硬碟存儲並送到美國和德國數據處理中心,經超級計算機對數據進行歸納整理,並歷時一年多的照片「衝洗」,最終將人類首張黑洞照片呈現在世人面前。
不不不,華為P30拍不出來,P30 Pro也拍不出來,iPhone Xs Max和三星S10更加拍不出來。
下面開始進入通俗語言環節,在此之前我要先聲明,我非專業人士,更加不是科學家,只是一名天文愛好者,希望能夠用自己的理解幫助一些想要了解的人,如有說得不對的地方非常抱歉,希望各位專業人士能夠原諒我小小的班門弄指甲刀。
所有科學研究的最終目的都是希望透過現象而了解到事物的本質,本次的黑洞照片也不例外,通過黑洞照片,我們能夠了解的最本質的一件事情就是:
愛因斯坦提出的廣義相對論是正確的!
通俗來說,就是愛因斯坦在103年之前提出了一個猜想,在宇宙的某個地方,存在一個超大質量的恆星,它在某一天會變成一個黑洞,因為連光線都無法逃逸,所以也沒辦法直接看到它,但它確確實實會存在在那片區域。
就好像有預言家告訴你,在某天,會有一個透明的球砸到你頭上,而且一定會砸在你頭上正中的地方,可是什麼時候砸,在哪砸,為什麼一定會砸到正中,怎麼證明球一定會砸到我?這一切統統不知道,唯一知道的是這個球必定會砸到你頭上。
科學的東西,一直講求的是「證偽」,10000個結果裡面有9999個是符合的,但只要有1個不符合,那麼這個結論就是錯誤的。廣義相對論在中子星及以下的天體當中都是正確的,可是黑洞呢,由於無法直接觀測,一直停留在理論研究的階段,這也是之前一直爭論的焦點:「廣義相對論對於極端天體(黑洞)是否還是正確的?」
小孩子都還知道要有圖有真相呢,沒圖你說個結巴。
直到今天,聰明的人類終於通過科學的辦法看到了黑洞的真面目,於是乎大家發現:愛因斯坦提出來的廣義相對論是正確的,哪怕是面對黑洞這樣的極端天體,只要它還在我們所認知的宇宙範圍內,那麼廣義相對論對於它來說就是成立的。
等等,不是說黑洞連光線都會吸收,那又是怎麼能看到它並給它拍照的呢?
這一點,中科院的科普說得很清楚了:我們並不是直接看到了黑洞,我們看到的是黑洞事件視界外的吸積盤和噴流。描述起來就是在看起來空無一物的中心周圍,有著發光明亮的物質在圍繞著中心快速旋轉,而這個中心還發射出一道手電筒一樣的光線,筆直地射入宇宙當中。所以可以肯定,這個中心雖然看起來漆黑一片,什麼都沒有,但是實際上這就是黑洞。
再多說一句吧,廣義相對論被證明是正確的與人類何幹呢?有大大的關係,雖然人類到現在為止也無法理解愛因斯坦當年提出這樣驚世駭俗的猜想到底是怎麼想出來的,但愛因斯坦早在100年前就已經為人類指明了科學發展正確的方向,人類只要沿著這個方向走下去,就好比站在了巨人的肩膀上,必能大有所為。
百年一證,愛因斯坦的一個猜想需要人類需要百年的時間去證明,最後發現原來老頭說的都是對的。
科學沒有巧合,人類期盼已久的球終於砸到了頭上,而且還是以預言家所預言的方式砸到了正中的地方,你猜這時候的人類會怎麼誇預言家?
我是這麼誇的:愛因斯坦無愧是最偉大的科學家,在現有認知的宇宙世界中,他就是言出法隨存在,或許他真的是外星人或穿越者,留下了指引人類前進的答案,至於怎麼證明,是你們年輕人的事兒啦,我小老兒就不陪你們玩兒了,溜了溜了。