晨讀 | 首張黑洞照片背後,中國貢獻如何?

2021-02-08 在下林伯虎


那現在這張照片出來了——雖然像我這樣的普通人,看著如此模糊的畫面,很難相信說這是用了兩年時間耗費這麼大心血才搞出來的一張黑洞免冠照。



但是在內行專家們看來,這已經足夠用來作為黑洞存在的直接證據。


那這就牽扯到一個問題了:你怎麼證明你拍出來的這張就是黑洞本尊?



背後的科學原理可能複雜,但道理本身卻很簡單:就是從1910年代愛因斯坦提出廣義相對論以來,科學家們基於公式計算和間接觀測,對於這個黑洞應該長成什麼樣,已經形成了一系列的設想:


比如說這個黑洞周圍那圈應該是方的還是圓的,它的運動規律是怎樣……


所以,在正式面對黑洞前,科學家們就已經給它畫了一張相了。


所以道理就簡單了:只要我們真能拍出一張黑洞的照片,拿它跟科學家們此前的結果一比照,只要買家秀和賣家秀對得上就行。



當然,你可能跟我一樣,覺得這麼模糊一張照,到底是甜甜圈還是蜂窩煤都不一定,怎麼能夠輕易相信科學家的眼神?


還好請廣大市民放心,科學家不是隨便看了張圖就來糊弄你。


這背後是基於海量數據作出的測算。


比如說大家現在看到這張「甜甜圈」,那中間這黑乎乎的一坨才是黑洞本尊,而它的直徑跟周圍這個甜甜圈(更專業的說法叫積吸盤)的寬度、包括上下不一致的亮度差異,都有對應關係。


在我們今天看到的這張模糊的照片背後,至少有六篇論文已經發出來,印證了這拍出來的就是首次示人的黑洞。





但是重點來了:能證明黑洞存在的照片背後,最大難點並不是在於之前的猜測和之後的印證而在於拍攝本身。


而且拍攝黑洞最難的地方,還真不在於拍不出黑洞的臉:因為說草率點,黑洞這種光都要吸進去的傢伙,壓根就沒有臉!



你可以通過黑洞周圍的積吸盤來發現黑洞,拍出黑洞的輪廓。 我看不少媒體的用詞說,這次拍出的其實是黑洞的「剪影」(silhouette)。



所以黑洞是個雷鋒一樣的好同志,通過照亮別人,也凸顯了低調的自己。


那麼,真正的拍攝難度在哪裡呢?


說來其實很簡單,就是黑洞太遠


想想也是這個道理嘛!如果黑洞離我們很近,我們自己都被吸進去了,哪還有這份隔岸觀火的淡定?


那像這次拍出來的黑洞離我們距離有多遠呢?


五千三百多萬光年。



這距離甚至超出了我們銀河系。而且你想過沒,給這麼遠的位置拍寫真,意味著我們現在這張照片看到的,其實是人家黑洞在5300多萬年前(地球上遠沒有人類時)的樣子。


所以,不要埋汰今天的畫面太模糊,就當千裡送鵝毛吧——離了這麼遠還能搞到一張人家的正面照,不容易。


我看另一家太空探索網站打了這麼個比方:這次我們跟黑洞間的距離,就好比你人在美國東海岸紐約,卻想看清楚遠另一頭西海岸的洛杉磯。



注意話沒說完:


說你人在紐約,卻偏要看清楚在洛杉磯的一個高爾夫球上,有多少個小!坑!坑!



可想而知,要想在地球上還能拍出這麼遠的照片,多麼不容易。



難歸難,既然事情現在辦成了,我們就想搞清楚:


為什麼這麼困難的自拍都能搞定?

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