曾经无数次被《星际穿越》里
壮观的黑洞震撼的我
终于等到了黑洞真实的照片
晚,几乎所有人都在讨论“人类首张黑洞照片”
北京时间今晚21:00,比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京以及美国华盛顿,全球六地同时发布,足以证明这张照片的分量。
事实上,这极有可能是今年最重要的科学发现之一。
经过一天的等待,这张万众期待的照片终于在全人类的瞩目下缓缓来迟。

这就是人类首张黑洞的照片:

这张照片是一张来自M87星系的黑洞的照片
几个世纪前,人们就察觉到了黑洞的存在。
直到今天,人类才首次拍摄到了黑洞的照片,对于黑洞的探索,人类从未停止努力。
但关于黑洞的一系列最基本的问题,许多吃瓜群众却仍然是一知半解。
 黑洞到底是什么? 
 这张全球首张黑洞照片,意味着什么? 
 人类的宇宙探索,是否会因此向前迈进一大步?
这些疑惑,中国科学院国家天文台研究员苟利军在一个简短的视频中给出了答案。
在短短一分多钟的视频中,苟利军回答了一系列关于黑洞的问题,解答了无数网友们的疑惑。
其中,最致命也是网友们最关心的问题便是:
“黑洞到底是什么?”
苟利军给出了简明扼要又十分清晰的回答:
“简单来说,黑洞就是一个黑色,连光都逃脱不出来的球体。”
在新华社的报道中,则给出了更为详细的定义:
黑洞是一种质量极大的天体,具有非常强的引力,在它周围的一定区域内,连光也无法逃逸出去,这个边界称为“事件视界”。
那么,“黑洞到底有多大?”
“黑洞的大小完全取决于它的质量。”
“一般情况下,我们用一个史瓦西半径来描述。”
史瓦西半径是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。天文学家、物理学家卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在,这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。)
一个太阳的史瓦西半径是3公里,那么直径则为6公里。
100万个太阳质量,就是100万再乘以6公里,所以是600万公里。
而更为直接的问题,则是“拍到黑洞照片意味着什么?”
“这张照片,第一次直接的帮助我们确认了黑洞的存在。”
在此之前,虽然人类通过各种方法间接的确认了黑洞的存在,但都不是最直接的方式。
这张照片,则妥妥的证明了:黑洞确确实实是存在的。
而被问到“为什么这次冲洗照片这么久?”时,苟利军给出了两个方面的回答,一方面是因为数据量非常大,涉及到了全球八个不同地方的望远镜;
另一个则是因为,在数据处理的过程当中,有很多技术上的难点,导致处理的时间非常长。
“这个发现将对人类带来什么样的影响?”
“如果我们能通过照片看到黑洞周围的状况,有助于帮我们解决最基础的一些问题。”
苟利军的几句回答,简单粗暴的给吃瓜群众们普及了常识,让人忍不住想喊一句:
在上海,人类首张黑洞照片以及这一项重大成果,由“事件视界望远镜”EHT项目和中国科学院共同发布。
“事件视界望远镜”项目由全球多个国家和地区的科研人员组成,他们利用分布在世界各地的射电望远镜,组成一台巨大的虚拟望远镜,其口径相当于地球直径。
图文无关
该项目此前宣布,用这一虚拟望远镜“拍照”的重点对象是两个黑洞,一个是位于银河系中心的“人马座A*”,另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。
理论上,黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体,它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围,该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界。
此前,天文学家都是通过各种间接的证据来表明黑洞的存在,而EHT项目则是通过这个拥有地球直径的“虚拟望远镜”直接观测到了黑洞边缘的图像。
专家强调:人类首张黑洞照片的问世,将对研究黑洞具有重要意义。
图文无关
在人类首张黑洞照片拍摄计划之初,苟利军和其他研究者合作写过一篇文章。
文中曾提到:
无论我们最终得到的黑洞图像是什么样子——像电影画面一般壮观恢弘,或者只有几个模糊的像素点——视界面望远镜都意义非凡,这是我们在黑洞观测史上迈出的重要一步。
观测结果不仅仅是一张照片那么简单,它一方面呼应着爱因斯坦的广义相对论,一方面也将帮助我们回答星系中的壮观喷流是如何产生并影响星系演化的。
我们将成为有史以来第一批“看见”黑洞的人类,真是好运气!
如今照片就在我们眼前,黑洞的神秘面纱已被掀开。
作为人类历史上首批看到黑洞真正面貌的人,我们感到无比骄傲!
人类历史上,对黑洞的探索已经长达几百年之久。
两个世纪以前,英法两国的科学家就曾提出:
一个质量足够大但体积足够小的恒星会产生强大的引力,以致连光线都不能从其表面逃走,因此这颗星是完全“黑”的。
但这一研究,当时并没有得到重视。
一个世纪之后,1915年,爱因斯坦发表广义相对论。
次年,德国天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解。这个解表明:
如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。
这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒(John Archibald Wheeler)命名为“黑洞”。

关于黑洞的真实面貌,地球上的研究人员们一直有着诸多猜测,但其实这个黑洞的真实样子,在很早之前就曾被一位大神形象地预测了:
在人类所有对黑洞外观的预言中,被公认最形象的,是电影《星际穿越》中的那个卡冈图雅黑洞的样子。
电影中的黑洞真的美得让人窒息:
而这么形象的黑洞的模型,则是由一位赫赫有名的诺贝尔奖得主描绘出来的。
他就是2017年诺贝尔物理学奖得主 基普 · 索恩
基普索恩不仅为《星际穿越》提供了一个可视化的黑洞的模型,还亲手动笔在剧中的黑板上写下那一整整黑板的公式:
   索恩:“对,这一黑板都是我亲手写的,是真的公式!不是编出来的!”
这一黑板的板书都是真的公式,是关于黑洞模型和引力计算的各种公式。
任何一位这个领域的学生都能看个大概。
从事引力波和黑洞研究一辈子的基普索恩,与去年去世的霍金为人类探索宇宙的事业推动了一大步。
而索恩的更厉害之处,在于他的实践动手能力,
与仅研究理论的其他理论物理学家不同,索恩更喜欢能用实验来验证宇宙的公理。
其中一条重要的成就成功观测“爱因斯坦的广义相对论”中预言的【引力波】。
引力波在空间中传播的示意图
他与另外两名科学家,历经数年建成了著名的LIGO引力波探测装置,终于在2016年等来了人类第一次成功探测到的引力波事件。
后来又在2017年和2018年成功探测到引力波事件。
至此,爱因斯坦广义相对论的再次被验证。
而基普索恩和另外两名科学家一战封神,拿下了2017年的诺贝尔物理学奖。
而且很巧的是,基普索恩在今年暑期8月份的时候,会在加州理工举办一次关于宇宙空间及物理学领域的科研探索营,并开放给中国的高中生和大学生报名。
届时不少同学可以直接问他关于黑洞的真实照片有什么想法。
诺贝尔奖得主执教
加州理工物理科研营
揭秘《星际穿越》背后的科学奥秘
探索如何验证爱因斯坦广义相对论
跟诺奖得主探索宇宙与人类的未来
【适合方向】天文、物理、太空科学
【项目地点】美国 · 洛杉矶· 加州理工大学
【适合人群】高中生、大学生、研究生
【项目时间】2019年8月19日 - 8月27日
【招生人数上限】15名

【项目收获】
  • 与引力波发现者、齐名霍金的物理学泰斗、诺贝尔奖获得者,基普·S·索恩一同探索科学;
  • 加州理工学院优秀博士生全程带队,让学生拥有沉浸式世界顶级名校体验;
  • 每一位同学都可获得诺贝尔奖得主基普·S·索恩亲笔签字的结业证书
  • 完成一份科学空间探索报告,了解物理及空间探索技术的未来;
  • 80%的学生都会得到由授课导师出具的个性化推荐信
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洞理论自问世以来,就一直被普通人视为神秘的象征,在科幻电影中也频频出现。
现在看来,《星际穿越》里的那个美丽的黑洞可能就真是黑洞真实的样子了。
它的中心一片漆黑,深不见底,而周围却环绕着一圈明亮的气体圆环。
基普·索恩为影片专门设计的黑洞形象,也许这也是一直以来,人们想象中黑洞的样子。
《星际穿越》中的黑洞 图源:豆瓣电影
如今,关于黑洞模样的谜题,已经得到了解答。
在科学技术的作用下,我们已经见到了真实的黑洞。
以后,人们再看科幻电影,也许不用再去想象黑洞的样子了。
说不定有一天,科幻片中的场景真的能实现,人们能从黑洞中,寻找到进入平行宇宙的通道。
日报君相信,在全世界科学家们的共同努力下,人类对黑洞的认知、对宇宙的探索将会更加深邃。
让我们一起期待吧!
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