每經(jīng)記者 蔡鼎    每經(jīng)編輯 張楊運(yùn)    

愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論再次得到了證實(shí)。

據(jù)CNN、BBC等媒體報(bào)道，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的研究人員于美東時(shí)間周三上午宣布，2017年4月，科學(xué)家們使用全球望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)并捕捉到了有史以來(lái)第一張黑洞照片。具體來(lái)講，此次公布的黑洞是一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞圖像，以及這個(gè)黑洞在一個(gè)名為M87星系中心的影子。

圖片來(lái)源：新華視點(diǎn)

質(zhì)量是太陽(yáng)的65億倍

研究人員表示，這是黑洞存在的第一個(gè)直接的視覺(jué)證據(jù)。這個(gè)巨大的星系被稱為梅西耶87（Messier 87）或M87，距離地球5500萬(wàn)光年，位于室女座星系附近。這個(gè)超大質(zhì)量的黑洞的質(zhì)量是太陽(yáng)的65億倍。

”我們已經(jīng)看到了我們認(rèn)為看不見(jiàn)的東西，我們已經(jīng)看到并拍下了黑洞的照片。“視界望遠(yuǎn)鏡合作項(xiàng)目（Event Horizon Telescope Collaboration，以下簡(jiǎn)稱EHT）主任謝潑德·杜爾曼（Sheperd Doeleman）表示。

CNN報(bào)道中稱，超過(guò)200名研究人員參與了這個(gè)項(xiàng)目，這花了他們十多年的時(shí)間。而該項(xiàng)目之所以以“事件視界（Event Horizon）”命名，是因?yàn)槭录暯缡菄@黑洞的擬議邊界，即光線不能逃脫的臨界范圍。隸屬于EHT的歐洲南方天文臺(tái)（European Southern Observatory）表示，為了捕捉黑洞的圖像，科學(xué)家們利用了超長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)，將全球8臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡的能量進(jìn)行了結(jié)合，這有效地創(chuàng)建了一個(gè)與地球本身大小相同的虛擬望遠(yuǎn)鏡。

參與創(chuàng)建全球陣列的這八臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡包括ALMA望遠(yuǎn)鏡（位于智利北方沙漠）、APEX望遠(yuǎn)鏡（位于智利北方沙漠）、IRAM 30米望遠(yuǎn)鏡（位于西班牙安達(dá)魯西亞內(nèi)華達(dá)山脈的韋萊塔峰）、JCMT麥克斯韋望遠(yuǎn)鏡（位于夏威夷）、LMT大型毫米波望遠(yuǎn)鏡（位于墨西哥普埃布拉省里一座休眠的火山頂上）、次毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡（位于美國(guó)夏威夷毛納基山天文臺(tái)）、次毫米望遠(yuǎn)鏡（位于美國(guó)亞利桑那）和南極望遠(yuǎn)鏡（位于南極洲南極點(diǎn)阿蒙森·史考特南極站）。

美國(guó)亞利桑那大學(xué)天文學(xué)副教授丹尼爾·馬?。―aniel Marrone）表示，“這些觀測(cè)就像是一場(chǎng)協(xié)調(diào)的舞蹈，我們按照精心設(shè)計(jì)的順序同時(shí)對(duì)準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡。為了確保這些觀測(cè)確實(shí)是同時(shí)進(jìn)行的，我們?cè)诿颗_(tái)望遠(yuǎn)鏡上都使用了極其精確的原子鐘。”

這些望遠(yuǎn)鏡陣列在兩周時(shí)間內(nèi)收集了近5000萬(wàn)億字節(jié)的數(shù)據(jù)，且這些數(shù)據(jù)是通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)處理的，以便科學(xué)家們能夠檢索到這些圖像。這些觀察的細(xì)節(jié)目前已經(jīng)發(fā)表在《天體物期刊通訊》（Astrophysical Journal Letters）上。

圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

或是地球上可觀測(cè)到的最大質(zhì)量黑洞

那么，究竟什么是黑洞？黑洞（black hole）是根據(jù)廣義相對(duì)論所推論、在宇宙空間中存在的一種質(zhì)量相當(dāng)大的天體和星體（并非是一般認(rèn)知的“洞”概念）。黑洞是由質(zhì)量足夠大的恒星在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡后，發(fā)生引力坍縮而形成。黑洞的質(zhì)量是如此之大，它產(chǎn)生的引力場(chǎng)是如此之強(qiáng)，以致于大量可測(cè)物質(zhì)和輻射都無(wú)法逃逸，就連傳播速度極快的光子也逃逸不出來(lái)。由于類似熱力學(xué)上完全不反射光線的黑體，故名黑洞。在黑洞的周圍，是一個(gè)無(wú)法偵測(cè)的事件視界，標(biāo)志著無(wú)法返回的臨界點(diǎn)，而在黑洞中心有一個(gè)密度趨近于無(wú)限的奇點(diǎn)。

EHT科學(xué)委員會(huì)主席海諾·福爾克表示：“如果我們沉浸在一個(gè)明亮的區(qū)域，我們預(yù)計(jì)黑洞會(huì)產(chǎn)生一個(gè)類似陰影的黑暗區(qū)域——這是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論中我們從未見(jiàn)過(guò)的預(yù)測(cè)。這道陰影是由視界的引力彎曲和光線的捕獲造成的，它揭示了這些迷人物體的許多特質(zhì)，讓我們得以測(cè)量M87黑洞的巨大質(zhì)量。”

EHT董事會(huì)成員、東亞天文臺(tái)主任Paul T.P.Ho則指出，“一旦我們確定我們拍攝到了陰影，我們就可以將我們的觀測(cè)結(jié)果與廣泛的計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行比較，這些模型包括扭曲的空間、過(guò)熱的物質(zhì)和強(qiáng)磁場(chǎng)的物理。觀測(cè)圖像的許多特征與我們的理論理解驚人地吻合。這使我們對(duì)我們的觀測(cè)結(jié)果的解釋，包括對(duì)黑洞質(zhì)量的估計(jì)，充滿了信心。”

CNN報(bào)道中還稱，M87黑洞的質(zhì)量之巨大，讓這些研究人員有理由相信這可能是人類在地球上可觀測(cè)的質(zhì)量最大的黑洞。與其他物體相比，這個(gè)超大質(zhì)量的黑洞其實(shí)體積非常小，這也就是為什么人類之前沒(méi)有觀察到這個(gè)黑洞的原因之一。黑洞的大小與質(zhì)量直接相關(guān)——黑洞體積越大，陰影也就越大。研究人員表示，黑洞可能用肉眼是看不見(jiàn)的，但他們與周圍物質(zhì)相互作用的方式卻泄露了“秘密”。

美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)主任弗蘭斯·科爾多瓦（France Córdova）表示，“幾十年來(lái)，黑洞一直在激發(fā)人們的想象力，他們具有奇異的特性，對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常神秘。然而，隨著更多像我們這樣的觀察，黑洞正在泄露他們的秘密。這也使我們科學(xué)家和工程師們能夠照亮未知，解釋我們宇宙的微妙和復(fù)雜之處。”

封面圖來(lái)自攝圖網(wǎng)