據(jù)悉,此次人類歷首張黑洞照是在中國(guó)上海和臺(tái)北、比利時(shí)布魯塞爾、智利圣地亞哥、日本東京和美國(guó)華盛頓全球六地同時(shí)對(duì)外發(fā)布,這是人類首次通過圖像直觀的看到黑洞。
素材一:無止境探索
回顧人類最近三百多年的歷史,全球科學(xué)家們對(duì)黑洞的探索從未停止。
早在1784年,英國(guó)物理學(xué)家約翰·米歇爾就從理論上預(yù)言過這種神秘天體。他設(shè)想,有可能存在一種引力強(qiáng)到連光也無法從其周圍逃逸的天體,他稱之為“暗星”。
不過,由于“暗星”不可見,要想在空間中找到這樣一個(gè)天體,對(duì)當(dāng)時(shí)的科學(xué)家來說幾乎是天方夜譚。這也使得在此后很長(zhǎng)一段時(shí)間里,“暗星”的問題逐漸被擱置。
直到1915年,愛因斯坦廣義相對(duì)論提出之后,黑洞研究迎來轉(zhuǎn)機(jī)。愛因斯坦將引力視為時(shí)空扭曲,他在方程中預(yù)言,一個(gè)足夠小而重的物體,能隱藏在事件視界之內(nèi),而在這視界內(nèi),引力強(qiáng)大到連光都無法逃逸。
世紀(jì)以來,越來越多的天文學(xué)家開始認(rèn)真思考這種“太空監(jiān)獄”存在的可能性。中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員茍利軍介紹,1962年,新西蘭物理學(xué)家羅伊·克爾解決了旋轉(zhuǎn)黑洞(即克爾黑洞)的引力場(chǎng)和時(shí)空問題。
其后,這種“不可思議的天體”被美國(guó)物理學(xué)家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。而英國(guó)物理學(xué)家霍金等人關(guān)于黑洞的研究,尤其是霍金關(guān)于黑洞熵和黑洞霍金輻射的研究,啟發(fā)人們思考黑洞的內(nèi)部。
探索未知,是人類拓展自身疆界的重要過程。無論仰望星空,還是審視自己,當(dāng)?shù)厍蛏系娜藗內(nèi)w凝視同一方向,如同黑洞這樣曾經(jīng)深藏不露的未知,終將一個(gè)接一個(gè)
素材二:科技發(fā)展
對(duì)于黑洞具體是什么樣子,在這次拍照前,天文學(xué)家們通過各種間接證據(jù)表明黑洞的存在,比如,黑洞有強(qiáng)引力,對(duì)周圍的恒星、氣體會(huì)產(chǎn)生影響,人們可以通過觀測(cè)這種影響來確認(rèn)黑洞的存在。根據(jù)黑洞吸積物質(zhì)(吃東西)發(fā)出的光來判斷黑洞的存在。
近年來技術(shù)的發(fā)展,為黑洞的成像帶來了可能。EHT(“事件視界望遠(yuǎn)鏡”)的“八只眼睛”向選定的目標(biāo)撒出一條大網(wǎng),撈回海量數(shù)據(jù),勾勒出黑洞的模樣,據(jù)介紹,這張黑洞照片的“沖洗”用了約兩年時(shí)間;谏蹰L(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù),它把分布在全球各個(gè)地方的望遠(yuǎn)鏡組合起來,形成等效于地球萬公里長(zhǎng)的望遠(yuǎn)鏡,使它具備了觀測(cè)遙遠(yuǎn)天體非常高的分辨本領(lǐng)。最近十年,全球科學(xué)家在技術(shù)上的進(jìn)步,方法上的創(chuàng)新,使得我們終于有機(jī)會(huì)在今年宣布得到了它的圖像。
正因?yàn)橛辛丝茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,才給黑洞成像帶來了可能,才讓我們揭開了黑洞的面紗。
素材三:好奇心和想象力
年,贊比亞修女瑪麗·尤肯達(dá)給美國(guó)航空航天局科學(xué)家恩斯特·施圖林格博士寫信問道:目前地球上還有這么多小孩子吃不上飯,怎么能舍得為遠(yuǎn)在火星的項(xiàng)目花費(fèi)數(shù)十億美元?后者當(dāng)時(shí)是美國(guó)航空航天局馬紹爾太空航行中心的科學(xué)副總監(jiān),他很快給尤肯達(dá)修女回了信,其中一段這樣寫道:“通往火星的航行并不能直接提供食物解決饑荒問題。然而,它所帶來大量的新技術(shù)和新方法可以用在火星項(xiàng)目之外,這將產(chǎn)生數(shù)倍于原始花費(fèi)的收益!
和火星項(xiàng)目類似,為黑洞“拍照片”也不能直接解決當(dāng)前我們經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展過程中的各種問題,但隨著第一張黑洞照片公諸于世,它必將在天文學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理等諸多領(lǐng)域帶來不可估量的影響。
研究黑洞并不是“無用”的,它凝結(jié)了人類文明最珍貴的結(jié)晶,也是構(gòu)成“創(chuàng)新”二字的最重要元素——好奇心和想象力。
素材四:合作聯(lián)手
從美國(guó)夏威夷到智利,從伊比利亞半島到南極……
全球30多個(gè)研究所,200多名科學(xué)家,傾數(shù)年心血,攜手并肩,共同記錄黑洞周圍吸積盤和噴流等發(fā)出的耀眼光芒,從而讓超大質(zhì)量黑洞無處遁形,顯現(xiàn)“真容”。
正是全球同步的努力,讓人類拍攝到有史以來首張黑洞照片。
在這一“興師動(dòng)眾”的過程中,科研領(lǐng)域全球同步的作用愈發(fā)凸顯。正如“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項(xiàng)目科學(xué)委員會(huì)主席、荷蘭奈梅亨大學(xué)教授海諾·法爾克所說,這樣的項(xiàng)目需要整個(gè)世界。
觀測(cè)黑洞項(xiàng)目,讓地球上幾乎所有這一領(lǐng)域的研究人員都不同程度地以不同方式參與其中?茖W(xué)探索,正讓整個(gè)世界以不同尋常的方式更緊密地連接在一起,不僅讓地球,也讓人類成為一個(gè)共同體。
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