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是个“甜甜圈”!我们是首批“看见”黑洞的人类!网友:“控制不住P图的手……”

陪伴你的 贵州团省委学校部 2020-08-23


人类史上首张黑洞照片面世


北京时间10日晚9时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据,有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。

  

这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体——黑洞,一种体积极小、质量极大的天体,如同一个宇宙“吞噬之口”,连光也无法逃逸。

  

露出真容的黑洞,位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。

  

百余年前,爱因斯坦的广义相对论率先对黑洞作出预言,从此成为许多科幻电影的灵感源泉。科学家陆续通过一些间接证据证实了黑洞的存在,但人类始终没有真正“看到”过黑洞。

  

“这是人类获得关于黑洞的第一个直接视觉证据,证实了爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。”参与国际合作的中方科学家、中国科学院上海天文台台长沈志强说。

  

该国际合作项目负责人、哈佛大学教授谢泼德·多尔曼表示,过去10多年里,技术的突破、全球天文台的合作等,让人类最终打开了一个观测黑洞的全新窗口。


感谢为之付出努力的科学家们,包括这些中国人↓↓↓


2019年4月10日,中国科学院上海天文台天文大厦三楼,10位参与人类首张黑洞照片项目的科学家来到现场,中国共有16位科学家参与了该项目。本次观测,中国科学家运营了EHT望远镜,在观测上有贡献,在数据分析方面也有关键性的贡献,多位中国科学家定期讨论,分析观测结果。(澎湃新闻记者 杨帆 摄)


来啦,黑洞,请先自我介绍!


黑洞:我活了100多亿年,人类终于给我拍了张照片。今天,我的“写真”以特刊形式发表在《天体物理学杂志通信》上,为我拍照的设备是一个口径如地球大小的“虚拟”望远镜,200多位科研人员通过将地球上不同地点的8个射电望远镜组合成观测阵列,终于拍下了我的“盛世侧颜”。


人类史上首张黑洞照片如何拍成?2分钟带你看懂!



——黑洞,原来过去这些年你只是“传说”?

——没错!


约100年前,以爱因斯坦为代表的伟大科学家预言,大质量恒星在燃料耗尽、生命终结之后会向内部中心区域崩塌、集聚,最终形成黑洞。


早期,黑洞只存在于牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论的公式和方程中,因为太过“超出人类理解”,就连最早预言的人都怀疑黑洞的真实存在。“直至2015年,人类首次探测到两个黑洞合并所产生的引力波,才强有力地证明了黑洞的存在,但那仍只是间接证明。”参与此次国际合作的中科院上海天文台台长沈志强说。


所以,无图无真相,在没有眼见为实“看到”黑洞之前,它一直是“传说”。


——“隐士”,你到底“躲”到哪里去了?

——如果非要给“你我”之间加上个距离,那就是5500万光年。


此前,黑洞确凿地存在于科学家们无数的推测数据中,但我们始终未曾与其谋面。如今,人类终于为黑洞拍下了第一张照片。


沈志强指着这张照片说:“人类拍到的这个黑洞,位于室女座星系团中一个超大质量星系——M87的中心,距离地球5500万光年。我们所在的银河系也是‘室女座’星系团的一员。”


4月9日,在中科院上海天文台,中方团队成员路如森研究员(右)和黄磊副研究员在讨论黑洞照片的成像原理。新华社记者 金立旺 摄



——听说你长得“大到没边”,那究竟是多大?

——不准确!我只是很重,但我的体积很小。


在多数人的想象中,黑洞之“大”超出人类对于大尺寸数量级的直观认知。但准确说,“黑洞只是质量和密度超乎想象的大,比如这次拍到的黑洞质量是太阳的65亿倍,属于超大质量黑洞,但体积却比较小,小到在其内部几乎没有空隙。”参与此次国际合作的中科院上海天文台研究员路如森说。


举个例子,“如果我们要将太阳变成黑洞,必须将太阳压缩到一个半径非常小的空间内。”沈志强说,而一旦太阳被压缩到这么小的空间内,就可以改名叫“黑洞”了,它拥有超强引力“先天基因”,可“吞噬”周围的气体、尘埃,乃至临近的恒星系和较小的黑洞。超强引力帮助黑洞以极其暴力的方式“跑马圈地”,宣誓自己的“势力范围”。


——首张黑洞“写真”拍的是你哪个“部位”?

——我的侧颜“轮廓”。


参与此次国际合作的、论文发表工作组五成员之一、中科院上海天文台副台长袁峰说:“照片中,黑色圆影的中央‘隐藏’着黑洞的真身。圆影外侧新月形的光环是黑洞周围气体发出的光,所以,准确地说,首张黑洞‘写真’拍到的是黑洞的‘轮廓’。”


——黑洞,你到底黑不黑?

——外面黑,里面也许不黑。


黑洞像个“至暗无底洞”,即便大名鼎鼎的“最牛飞毛腿”——光也难逃“魔洞”。但已故科学家斯蒂芬·霍金推断,黑洞并不像想象的那么黑,事物可以从黑洞逃脱。


哪个是真?哪个是假?


“从照片上看,黑洞的势力范围之内的确漆黑一片,但是势力范围里面,那个质量超大、体积超小的天体到底什么颜色,照片上还看不清楚。”沈志强说。


而对于被黑洞吞噬的一切事物有没有科幻电影中畅想的“逃离通道”,路如森说:“仍不清楚,照片中没法看到,可能没有。”



——听说物理教科书中某些理论失效了?

——高兴得有点儿早。


2016年,有科学家在对2015年人类第一次观测到的引力波数据进行分析后表示,在黑洞周边,爱因斯坦的广义相对论可能会失效。真的吗?


黑洞首张“写真”揭晓了谜底。袁峰说,在没有拍到黑洞照片之前,科学家根据爱因斯坦广义相对论精准计算出了黑洞真身外黑色区域和新月形光环的结构。“拍到黑洞照片后,我们发现,真实情况跟我们计算的结果一模一样,可见,观测结果验证了爱因斯坦的广义相对论。”


但是,沈志强说,由于目前我们还无法“看清”黑洞的最里面,那里的运行规律是否与人类已知物理定律相悖还不得而知。


物理教科书目前再次经受住了考验,你兴奋吗?


——人类“千年等一照”,然后呢?

——难道就不想再看看我到底是不是宇宙中最厉害的存在?


作为宇宙中第一批亲眼看见黑洞的“碳基生物”,生活在今日地球上的人类已然可以“无悔”,但好奇心不止的人类依然在努力。


“首次拍到黑洞真容只是迈出了人类认知黑洞的历史性一步,接下来我们将进一步增加观测望远镜的数量、分辨率,甚至不排除在外太空‘组建’更高清晰度望远镜的可能性。”袁峰说。


“我们希望用更短的时间拍出细节更丰富、角度更多样的黑洞照片,也希望有朝一日能在宇宙中开展系统的‘黑洞普查’。”沈志强说,这将有助于进一步验证爱因斯坦广义相对论等人类基础科学理论,也有助于人类弄懂黑洞到底是怎样的存在,星系中心壮观的喷流是如何产生的,宇宙究竟有多大、如何形成又如何演化。


首届宇宙“甜甜圈”P图大赛开始啦!

Part.1“吃货”派


北京日报客户端记者 宋佳音


Part.2“卖萌”派


小狗黑洞向您问好

北京日报客户端记者 宋佳音


Part.3惊悚派



Part.4抽象派



Part.5实用派


远看是黑洞,近看是取暖器

宇宙牌蜂窝煤


Part.6动漫派



Part.7职业派



不忘温馨提醒↓↓↓



消防也出动了↓↓↓



设计师也来了↓↓↓



灵魂P图小能手们,你是哪一派?



来源:共青团中央

排版:刘畅   贵州民族大学

往期回顾

► 2019年贵州省中学共青团干部理想信念培训班圆满结束

►  参加完“黑眼圈大赛”后,我的眼泪掉了下来

► “青年大学习”网上主题团课第四季第六期


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