南蘅荆
2019-06-06 08:11:17

科学家们揭示了有史以来第一个黑洞图像。 这张图片是全球合作的结果,科学家将望远镜连接在一起,几乎可以创建一个巨大的地球大小的望远镜。

在2017年4月的观察期之后,进行了近两年的数据处理,现在已将图像公之于众。

first black hole image
第一个看到黑洞的图像。 Event Horizo​​n Telescope合作等。

为了纪念这一场合,史密森尼频道将播放一部长达一小时的关于Event Horizo​​n Telescope项目的纪录片。 黑洞猎人跟随EHT背后的科学团队,展示了一个最终将在突破性宣布中发布的旅程。 它于美国东部时间4月12日晚上9点播出。

在纪录片之前, “新闻周刊”采访了EHT科学家Katie Bouman关于获得黑洞图像的实际意义。 Bouman是计算机科学家,他开发了一种用于解码数据的算法。

什么是黑洞?为什么获得一张黑洞很重要?
黑洞是一种奇点,物质在空间中坍缩成无限小的点。 黑洞周围的重力是如此强烈,一旦太近,没有任何东西可以逃脱它的拉力,甚至没有光线。 黑洞周围的热气体被加热到数千亿度并且发出明亮的光芒。

据预测,超大质量黑洞周围的极端重力会使来自这种气体的光线弯曲成一团光,我们称之为黑洞的“阴影”。 这枚戒指是黑洞事件视界的标志。 爱因斯坦的广义相对论方程预测了这个环的大小和形状。 所以看到黑洞的照片不仅会很壮观; 它还有助于验证这些方程是否适用于黑洞周围的极端条件,它们最有可能发生故障。

EHT项目是如何开始的?
作为该项目的同事之一,Jonathan Weintroub回忆道:“超长基线干涉测量技术是在50多年前以更长波长开发的。 在90年代中期到21世纪初期,接收器和记录技术实现了第一个1毫米波长的VLBI,包括对法国和西班牙之间的SgrA * [*射手座A,银河系中心的黑洞]的开创性检测[373英里]。

通过观察这些短波长现在是可行的,一个小型且资金不足的小组注意到,横跨地球的1毫米波长VLBI望远镜阵列可以解决从地球上看到的最大黑洞的前所未见的阴影。

通过这项任务,一个非正式组建的团队开发了进行这些观察所需的机器。 在一些失败之后,第一次事件视界尺度观测是通过检测,在噪声之上窥视,在2007年的夏威夷Mauna Kea和亚利桑那州Mount Graham之间的[大约] 4,500公里[2,800英里]基线上实现的。这一成功退出了风险,并将重点放在更大的成像阵列上。 其他望远镜为EHT VLBI启用,并在随后的几年中加入,导致2014年国际EHT协作的正式组建。

你期待看到什么?
如果爱因斯坦是对的,我们期望看到由黑洞周围的气体引力透镜引起的光环。 这种旋转的气体将被多普勒增强,这样在气体向我们移动的区域中环将显得更亮。 如果广义相对论在黑洞的边界处破裂,我们可能会看到非常不同的环尺寸或形状或根本没有环。

你有什么惊讶的吗?
虽然看到这个完美的戒指是我们最好的猜测,但我完全不相信。 多年来,我们已经开发并测试了我们的算法,我们认为这些数据会模仿Event Horizo​​n望远镜的数据,但数据总是存在惊喜。 在我写的计算机程序上按下Go并且第一次立即看到一个戒指成为焦点是令人惊讶和令人振奋的。 我们已经做好了多年的准备,但即使这样也太容易了! 这是一个难忘的时刻。

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