上海科普大講壇第118講“‘看見(jiàn)’黑洞”14日在上海科技館舉辦。中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)和副研究員左文文一起與公眾分享了幾天前亮相的人類首張黑洞照片“背后的故事”。

眾里尋“黑洞模特”

“人類從來(lái)沒(méi)有像現(xiàn)在這樣，可以如此近距離地‘看’黑洞”，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)說(shuō)。他表示，這是人類首張黑洞照片面世的意義。

4月14日，上海科普大講壇第118講“‘看見(jiàn)’黑洞”在上海科技館舉辦。上海科技館 供圖

全世界200多位科學(xué)家合作完成的人類首張黑洞照片，于北京時(shí)間4月10日晚在全球多地同步發(fā)布，該黑洞圖像揭示了室女座星系團(tuán)中超大質(zhì)量星系M87中心的黑洞，它距離地球5500萬(wàn)光年，質(zhì)量為太陽(yáng)的65億倍。

4月14日，上海科普大講壇第118講“‘看見(jiàn)’黑洞”在上海科技館舉辦。上海科技館 供圖

科學(xué)家們首先要選“黑洞模特”。沈志強(qiáng)說(shuō)，其實(shí)長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們尋找的“黑洞模特”不只有M87，還有距離地球最近的銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞(距離地球2.6萬(wàn)光年，質(zhì)量為太陽(yáng)的400多萬(wàn)倍)。

據(jù)介紹，給黑洞“拍照”，要選擇非常大的黑洞，且距離足夠近，因此銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞和M87都是當(dāng)之無(wú)愧的“候選模特”，它們看起來(lái)的效果，就好比我們看天上的太陽(yáng)和月亮，大小差不多。

多國(guó)聯(lián)手架起“虛擬望遠(yuǎn)鏡”

挑完“模特”，選“相機(jī)”。中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)副研究員左文文告訴現(xiàn)場(chǎng)觀眾，要給黑洞拍照，需要口徑跟地球一樣大的射電望遠(yuǎn)鏡，而目前的毫米波射電望遠(yuǎn)鏡做到幾十米已經(jīng)很難了。

4月14日，上海科普大講壇第118講“‘看見(jiàn)’黑洞”在上海科技館舉辦。上海科技館 供圖

她說(shuō)，幸好有VLBI(甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量)技術(shù)，可以將地球上各地的毫米波射電望遠(yuǎn)鏡聯(lián)合起來(lái)，組成一個(gè)“虛擬望遠(yuǎn)鏡”，其口徑大小取決于兩個(gè)相距最遠(yuǎn)的望遠(yuǎn)鏡的距離。正是有了這個(gè)“地球般大小的虛擬望遠(yuǎn)鏡”，人類首張黑洞照片才得以拍成。

科學(xué)家們并表示，要給黑洞“拍照”，需要各地望遠(yuǎn)鏡同時(shí)一起工作，這就需要全球6個(gè)地點(diǎn)8個(gè)臺(tái)站都要有好天氣，因此能“拍到”黑洞，是種幸運(yùn)。

“甜甜圈”為何模糊？

左文文說(shuō)，這次黑洞照片雖然沒(méi)有達(dá)到超高清效果，但已經(jīng)很不容易了，“就像你用手機(jī)去拍遠(yuǎn)處的一個(gè)人，如果一直放大，照片是會(huì)模糊的。這張照片已經(jīng)做到從地球看月球上一個(gè)橘子的水平。這是目前我們最好的黑洞照片，未來(lái)我們會(huì)朝著更高的分辨本領(lǐng)發(fā)展。”

有網(wǎng)友形容這次公布的黑洞照片像個(gè)紅紅的“甜甜圈”。左文文解釋說(shuō)，其實(shí)光的顏色并不重要，也可以用綠色、藍(lán)色，照片主要是反應(yīng)了不同位置上光的強(qiáng)度;同時(shí)她解釋，我們“看”到的是黑洞外面的光，未知的“黑洞視界”還在“甜甜圈”中心里。

關(guān)于黑洞的腦洞

當(dāng)天的科普論壇上，有很多小觀眾。關(guān)于黑洞，他們腦洞大開(kāi)，拋出花式提問(wèn)。

比如，一位小觀眾問(wèn)：黑洞會(huì)不會(huì)越來(lái)越大?左文文回答說(shuō)，會(huì)的，一方面，黑洞自己會(huì)“吃東西”，另一方面，星系發(fā)生碰撞時(shí)，星系中間的兩個(gè)黑洞也會(huì)發(fā)生碰撞，會(huì)形成一個(gè)更大的黑洞。

還有一位小觀眾問(wèn)：生命有始有終，那么黑洞會(huì)不會(huì)消失呢?左文文回答說(shuō)，根據(jù)霍金輻射，黑洞質(zhì)量可以慢慢損失掉，但即便是非常小的黑洞，比如一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量大小的黑洞，也需要漫長(zhǎng)的時(shí)間才能消亡，所以正常黑洞是難以滅亡的。(完)

編輯：賀心群

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