人類首張黑洞照片中國科學家貢獻很大 後期工作表現突出

人類首張黑洞照片中國科學家貢獻很大 後期工作表現突出

  10日晚上，你有沒有在網上翹首以盼人類首張黑洞照片的公佈？這張照片，凝結了無數科學家的心血，其中，自然也包括中國科學家的貢獻，而且，中國的貢獻很大，特別是在觀測、理論解釋以及後期工作方面，中國更是表現突出。

人類捕獲的第一張黑洞照片

4月10日，由包括中國科學家在內的多個國家和地區的科研人員合作的“事件視界望遠鏡”項目發佈了人類有史以來獲得的第一張黑洞圖像。該圖像揭示了室女座星系團中M87星系中心超大黑洞的觀測資訊，也使得一百多年前愛因斯坦提出的廣義相對論再次得到了試驗驗證。

北京時間4月10日晚21點整，“事件視界望遠鏡”項目在中國上海和臺北、美國華盛頓、智利聖地亞哥、比利時布魯塞爾和日本東京等城市同時召開新聞發佈會，向全球發佈人類歷史上第一張黑洞圖像。據中科院上海天文臺研究員路如森介紹，這張黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質量星系M87中心黑洞的觀測資訊。該黑洞距離地球5500萬光年，質量爲太陽的65億倍。路如森說：“從圖像上首先我們看到的是黑洞的陰影，亮度亮的地方和中心暗的區域，它的對比度超過了十倍，也就意味着我們看到的暗影是真實的。它周圍有一個環狀的結構，是非常接近於圓形的。最明顯的是南北的不對稱性，南邊亮，而北邊暗。它的背後實際上是有黑洞的自旋方向控制的。所有的觀測特徵與一個帶資源的黑洞產生的黑洞陰影是一致的。”

萌萌的黑洞

黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言存在的一種天體。它具有的超強引力使得光也無法逃脫它的勢力範圍，而該勢力範圍被稱作黑洞的半徑或事件視界。廣義相對論預言，由於黑洞的存在，人們將會看到中心區域存在一個由於黑洞視界而形成的陰影，其周圍環繞一個由吸積或噴流輻射造成的如新月狀的光環。首張黑洞圖像恰恰從觀測的角度論證了愛因斯坦廣義相對論的正確性。中科院上海天文臺副臺長袁峯研究員介紹說：“我們基於廣義相對論，結合黑洞吸積周圍氣體的這些理論，計算出黑洞周圍氣體的動力學結構是什麼樣，它輻射出來的圖像應該是什麼樣，然後等到我們真正的從望遠鏡數據裏邊得到了一個圖像以後，我們跟先前的理論上的圖像進行比較。如果他們吻合，就證明愛因斯坦廣義相對論是正確的。那麼現在的現實情況也確實是這樣，這就是爲什麼我們說這一次是驗證了廣義相對論。”

“事件視界望遠鏡”項目透過“甚長基線干涉技術”，讓分佈在世界各地的射電望遠鏡同步觀測，並且利用地球自轉，構建起一個口徑等同於地球直徑的“虛擬”望遠鏡。這個“虛擬”望遠鏡能達到的分辨率約20微角秒，相當於可以在巴黎的路邊咖啡館閱讀位於紐約的一張報紙。

據介紹，全球多個國家和地區的科研人員參與了此次“事件視界望遠鏡”大型國際合作項目。中科院上海天文臺臺長沈志強表示，中國科學家在望遠鏡觀測、後期數據處理和結果理論分析等方面做了突出的貢獻，“我們的科學家在黑洞物理的觀測方面也好，理論研究方面也好，都作出了有國際顯示度的工作。我們整個EHT的國際合作是在2017年初形成的，但實際上我們在2016年就參與了。我們不只是做觀測，還有對理論解釋，對它後期工作推進，包括我們還派了人員去夏威夷、西班牙的臺站去協助觀測，這些都是我們對它的一個實質性的貢獻。”