第一張黑洞照片什麼時候出來?幾點公布?(附直播入口)

2020-12-25 北京本地寶

  中國科學院發布消息,人類首張黑洞照片即將在全球六地同步發布。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」中,其問世已進入倒計時。

  第一張黑洞照片什麼時候出來?幾點公布?

  第一張黑洞照片發布時間:北京時間2019年4月10日(今晚)

  第一張黑洞照片發布會直播時間:北京時間2019年4月10日21點整

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  黑洞照片發布會直播入口:點擊查看

  黑洞照片發布會直播國家:全球六地(比利時布魯塞爾、智利聖地牙哥、中國上海、中國臺北、日本東京和美國華盛頓)將聯合召開新聞發布會,公布這一重大科學成果。

  黑洞照片發布會直播內容:事件視界望遠鏡(EHT)將宣布一項與超大質量黑洞照片有關的重大成果。

  人類歷史上最傑出的一大批科學家,拉普拉斯、愛因斯坦、霍金......都曾經痴迷於同一個名字——黑洞,而他們無法親眼看到的黑洞,如今就要卸下自己的神秘面紗,與全人類坦誠相見了!

  黑洞的照片究竟是什麼樣子?拍到的照片意味著什麼?為什麼要給黑洞拍照?什麼樣的黑洞適合拍照?為什麼EHT適合給黑洞拍照……這些問題都將在發布會上一一揭曉。參與EHT的中國科學家們還將在現場講述他們參與該項目的心路歷程,揭曉EHT未來將會帶來的未知精彩。

  【科普知識】

  問:什麼是黑洞?

  答:根據愛因斯坦引力場方程的計算,如果大量物質集中於空間一點,奇點周圍會形成時空扭曲的「視界」,一旦進入這個界面,連光子也無法逃逸。

  這個預測在1916年被提出來,不過,直到1967年,普林斯頓大學核物理學家約翰?惠勒才在一場講座裡首次使用了「黑洞」(blackhole)這個詞彙,並迅速流傳開來。

  問:既然看不見,怎麼拍黑洞的照片?

  答:雖然科學家們看不到黑洞的本體,但可以一直追溯到光子消失的「視界」,這是我們能「看到」的極限。

  黑洞周圍的確會存在一些發光的現象,比如黑洞在吃掉周圍的恆星時,會將恆星的氣體撕扯到身邊,形成一個旋轉的吸積盤。黑洞有時候也會「打嗝」,一部分吸積氣體會沿轉動方向被拋射出去,形成噴流。

  吸積盤和噴流都會因氣體摩擦而產生明亮的光線,以及其他頻段的輻射。

  問:怎麼尋找黑洞?

  答:科學家們可以通過黑洞對周圍天體的影響來間接地感受到它的存在,尤其是它巨大的引力造成的時空扭曲,就像可以通過月亮的繞行軌道和速度來間接推測地球的質量。

  其次,上文提到過吸積盤和噴流會產生發光現象,伴隨其他頻段的輻射。

  最後,黑洞與其他天體或另一個黑洞的相互作用會產生大量引力波,也是可探測的線索。

  問:有確認存在的黑洞嗎?

  答:有。人類探測到的第一例引力波信號,就是由雙黑洞併合產生的。

  人類發現的第一個強有力的黑洞候選天體是1964年發現的天鵝座X-1,距離地球約6000光年。天鵝座X-1有一個正在被它吃掉的「舞伴」,但伴星的質量卻比它本身更加大,引發了廣泛的爭議,其身份長期懸而不決,霍金都為此打過賭(並輸掉了)。科學家們後來測得天鵝座X-1的質量約為14.8個太陽,視界半徑300公裡,應該是一個「胃口」非常小的黑洞。

  目前,科學家們更為關注的一類黑洞候選系統是軟X射線瞬變源。這類系統包含一個小質量的舞伴,通常處於寧靜態,但會出現間歇性的X射線爆發現象,間隔時間從數月到數十年不等。間歇性爆發的時候,就是探測黑洞的好時機。

  根據理論計算,銀河系中應該存在上千萬個恆星量級的黑洞,現在得到確認的只有20多個。

  問:這次拍到了哪個黑洞的照片?

  答:兩個超大質量黑洞。一個是銀河系中心黑洞SgrA*,一個位於室女座的M87星系中心。之所以選擇這兩個目標,而不是銀河系中更近的恆星級黑洞,是因為它們的視界從地球上看足夠大。

  長久以來,科學家們就發現幾千億顆恆星圍繞著銀河系中心轉動,推測出那裡存在一個超大質量的天體。根據計算,SgrA*的質量大約相當於400萬個太陽,視界半徑約2400萬公裡。聽起來足夠大,不過,鑑於銀河系中心黑洞遠在2.5萬光年(約24億億公裡)之外,實際效果相當於在地球上觀察一顆放在月球上的橙子,或者在北京看清上海一顆高爾夫球上的小坑。

  M87中心的超大質量黑洞則達到了66億倍太陽質量,視界範圍大約是冥王星軌道的三倍。當然,因為距離更遠的緣故,M87中心黑洞在地球上看的實際效果與SgrA*可能相差不大。

  問:怎麼拍出解析度這麼高的照片?

  答:全球望遠鏡組成陣列,聯合觀測,形成一個有效口徑等於地球直徑的大望遠鏡。這個虛擬的大望遠鏡叫做「事件視界望遠鏡」(EHT),由8臺望遠鏡組成。分別是:南極望遠鏡(SouthPole Telescope);位於智利的阿塔卡馬大型毫米波陣(Atacama Large MillimeterArray,ALMA);位於智利的阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡(Atacama Pathfinder Experiment);墨西哥的大型毫米波望遠鏡(LargeMillimeter Telescope);位於美國亞利桑那州的(Submillimeter Telescope);位於夏威夷的麥克斯韋望遠鏡(JamesClerk Maxwell Telescope,JCMT);位於夏威夷的亞毫米波望遠鏡(SubmillimeterArray);位於西班牙的毫米波射電天文所的30米毫米波望遠鏡。它們在2017年4月對兩個黑洞目標進行了聯合觀測。

  從2018年起,又有格陵蘭島望遠鏡、位於法國的IRAM NOEMA天文臺和位於美國的基特峰國立天文臺加入後續的研究和校準工作。

  全球一共60多個研究機構參與了研究,其中包括中國科學院下屬的上海天文臺、雲南天文臺等機構,以及華中科技大學、南京大學、中山大學、北京大學、中國科學院大學、臺灣大學等高校。這也是中國上海和臺北兩地聯合舉辦新聞發布會的原因。

  問:2017年拍的照片,為什麼現在才公布?

  答:黑洞照片「拍」起來難,「洗」出來也難。虛擬的大望遠鏡陣列並非直接拍出了黑洞的圖像,而是給出了許多數據,必須經歷複雜的計算機處理過程。其中還有些缺失或模糊的部分,需要科學家們拼圖。

  此外,在2017年4月的聯合觀測以後,研究團隊還進行了一些數據收集和校準的工作。

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