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首张黑洞照片项目负责人:未来十年目标给黑洞拍视频-第1张图片-天网之家

  原标题:首张黑洞照片制作项目负责人:未来十年的目标是给黑洞拍视频

  尽管2019年还没有结束,但要说起今年重大的科学发现,人类首张黑洞照片的发布,必须是上榜的发现。

  今年4月份,全球多地联合发布了人类首张黑洞照片。人类首次“拍”到了5500万光年之外,位于遥远的M87星系中央,质量约为太阳的65亿倍的黑洞照片。

  第一次看到这张照片时,它符合你对黑洞的想象吗?许多人开始调侃它的样子,大开脑洞。那么对于参与黑洞照片制作的人来说,对这张照片的第一印象如何,符合他们对黑洞的期待吗?

  “有意思的是,我们第一次发布这张照片的时候,感觉也没什么,就是一张很酷的照片而已。但发布会结束后,我们发现地球上所有新闻机构的封面都是这张照片,然后我们开始担心了。它的影响如此巨大,而我们为它工作了很长的时间,过程中完全不知道自己最终能否成功。”在2020年度科学突破奖(Breakthrough Prize)的颁奖典礼上,EHT项目负责人,哈佛-史密森尼天体物理中心的谢泼德·杜勒曼(Shep Doeleman)接受澎湃新闻采访时,这么描述自己第一次见到这张照片的感受。

  EHT项目也因此获得了2020年科学突破奖——基础物理学奖。

  事件视界望远镜(EHT)项目组即人类首张黑洞照片的背后团队。EHT的拍摄目标之一,是位于Messier 87星系中心的超大质量黑洞,其质量相当于65亿个太阳。运用全新的算法和技术,研究团队经过艰苦的数据分析,终于呈现了这只“星系怪兽”的图像:中心黑色的黑洞剪影,被周围旋转的炽热气体环绕。

  这张照片也验证了爱因斯坦引力理论对黑洞的预测:由于光线无法挣脱黑洞的引力,在黑洞周围,存在一个由光线构成、环绕中心黑色区域旋转的亮环。

  在采访中,杜勒曼向澎湃新闻介绍了团队工作中的挑战和趣事,未来的研究打算,以及合作在科学研究中的作用。

  下一个目标:给黑洞拍摄视频

  根据爱因斯坦引力场方程的计算,如果大量物质集中于空间一点,奇点周围会形成时空扭曲的“视界”,一旦进入这个界面,连光子也无法逃逸。这个预测在1916年被提出来,不过,直到1967年,普林斯顿大学核物理学家约翰·惠勒才在一场讲座里首次使用了“黑洞”(black hole)这个词汇,并迅速流传开来。

  早在2017年4月,EHT项目组就开始了对黑洞的联合观测,而技术和理论工作则开始的更早。

  据杜勒曼介绍,成功捕捉到黑洞的影像,更多依靠的是天时地利人和。原因之一是团队需要升级和连接部署8个现有的射电望远镜来组成全球网络,包括ALMA、APEX、IRAM30米望远镜、JamesClerkMaxwell望远镜、大毫米波望远镜(LMT)、亚毫米波阵(SMA)、亚毫米波望远镜(SMT)和南极望远镜(SPT)。

  而这些望远镜分布在各种具有挑战性的高海拔地区,包括夏威夷和墨西哥的火山、亚利桑那州的山脉、西班牙的内华达山脉、智利的阿塔卡马沙漠以及南极点。此外,用来计算院士观测数据的专用超级计算机也分布在不同的地点,分别在马普射电所和麻省理工学院海斯塔克天文台。

  “这就是为什么我说第一次看到这张照片的时候,感觉很奇怪。因为所有的东西都需要结合在一起,并能同时工作。需要技术、望远镜、计算机,但更重要的,需要这个黑洞配合。我们能控制望远镜,能控制计算机,但是我们无法控制黑洞。真的感谢这个特别的黑洞,我们最终呈现了它的光圈,并证实了爱因斯坦的预测。如果它不配合,我们可能现在还在寻找。”杜勒曼说。

  拍到了黑洞照片后,EHT的工作就结束了吗,下一步计划是什么?“我们拍到了一张黑洞的照片,后来我们将望远镜增加到了11台,我们刚获得新的研究资金,可以在最好的位置找到最佳的观测点。有了之前的望远镜,更多网络技术的支持和计算是能力的提升,未来我们想做的有两点。一是能拍张更好的黑洞照片,二是未来10年里能拍到黑洞视频。”杜勒曼称。

  杜勒曼介绍,依靠现有的数据和计算机模型,EHT团队已经在模拟黑洞的运动影像。

  黑洞照片是科学合作典范

  无论是在采访中,还是获奖致辞中,以及在第二天的学术研讨会上,杜勒曼关于这次的EHT项目,提到最多的一个词就是合作。

  “这张照片的问世,不是一个人的成果。要在全球范围里搭建这样的观测网,你就需要搭建一个足够大的团队。”杜勒曼说。

  据了解,EHT项目共有全球20个国家和地区、60座研究机构的科学家组成的国际合作团队,通过分布在南极洲、智利、墨西哥、美国夏威夷州、美国亚利桑那州和西班牙的8台高灵敏度射电望远镜,首次拍到了黑洞照片。

  在这60座研究机构中,就包括中国科学院下属的上海天文台、云南天文台等机构,以及华中科技大学、南京大学、中山大学、北京大学、中国科学院大学、台湾大学等高校。

  “我们和中国的团队有很好的合作,我的一个博士后就是中国人。我知道中国在太空领域里有很多投入。未来谁会主导这个领域的合作,我不知道。但如果你问我未来中国在太空领域里会扮演什么角色,我觉得中国会在这个领域变得很专业。同样的,在建设新的望远镜上,中国也非常专业。”杜勒曼表示。

澎湃新闻

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