科普‖第一个拍摄黑洞照片的竟是这位90后女生

2020-03-09 17:32

  2019年4月10日晚,人类首张黑洞照片出炉。这是目前为止最漂亮的一张黑洞照片,它让我们与黑洞的本质又更近了一步。

  因此,这个过去只存在于科幻小说与电影里的神秘天体终于露出真容,无疑令所有人激动。

  M87星系中心超大质量黑洞(M87*)的图像,上图为2017年4月11日的图像,图中心的暗弱区域即为“黑洞阴影”,周围的环状不对称结构是由于强引力透镜效应和相对论性射束(beaming)效应所造成的。由于黑洞的旋转效应,图片上显示了上(北)下(南)的不对称性

  黑洞作为一个名词,大家都很熟悉。但黑洞究竟是个什么洞大家可能并不知道。这张图为大家详细讲解黑洞的前世今生。

  虽然说是“拍”到的照片,但这个其实没有原始“照片”,而是大量亚毫米波段的原始数据,是基于甚长基线干涉技术(VLBI),由事件视界望远镜(EHT)项目中8座望远镜的协同工作完成的。

  要知道EHT项目收集的数据量非常庞大,成吨的硬盘被运送到了MIT海斯塔克天文台(Haystack Observatory),要如何将EHT的数据转换成图像?这给科学家进行计算带来了前所未有的挑战。

  2016年,90后图像处理科学家Katie Bouman在麻省理工学院学习时提出了一种全新的能够应对大气噪音“银河系尘埃”浮动算法,这种算法能够过滤掉因大气湿度等引起的噪声,精确地同步望远镜们采集到的数据。也正是这个算法,成功将黑洞影像公之于众。

  要知道,人类拍摄黑洞的想法并非近期才出现,早在1978年法国天体物理学家让-皮埃尔·卢米就拿出了第一幅黑洞视界面的图像。

  不过,这不是一张真正意义上的照片,而是卢米手绘的,来自他的大脑演算和推测。

  在卢米之后,越来越多的人尝试将黑洞具象化,但都没有成功,直到2019年4月10号。

  法国天体物理学家让-皮埃尔·卢米1978年手绘了第一幅黑洞视界面的图像。

  看到这里我相信有人会问,科学家们花费如此多的心力与资源去拍摄一张与我们相隔千里的黑洞照片,究竟有何意义?这张照片真的值得这么多的努力吗?

  广义相对论预言了黑洞暗影的存在、尺寸和形状。如果观测结果与预言相符,就验证了广义相对论;如果不一样,说明有一些新的方面需要改进。

  黑洞的暗影区域非常靠近黑洞吞噬物质形成的吸积盘的极内部区域,综合之前观测获得的吸积盘更外侧的信息,能更好地重构黑洞“吃东西的物理过程。

  某些朝向黑洞下落的物质在被吞噬之前,会由于磁场的作用,沿着黑洞的转动方向被喷出去。以前收集的信息多是更大尺度上的,却没法知道在靠近喷流产生的源头处发生了什么,现在对黑洞暗影的拍摄,就能助科学家一臂之力。

  尽管发现黑洞照片的意义如此重大,Katie Bouman却仍不愿意将这项功绩独揽在自己身上。在接受采访时她表示:我们中没有人能够独自完成它,它聚集在一起是因为来自不同背景的很多不同的人。

  的确,首张黑洞照片的出炉,结合了天文学家,物理学家,数学家和工程师们所有最顶级的智慧,尽管尚未达到大众期望的清晰度,但这也让我们离黑洞的本质更进一步。

分享到:
文章评论 · 所有评论
评论请遵守当地法律法规
点击加载更多
© 2016-2018 12小时新闻网 http://www.12hnews.com/ 中国互联网举报中心
违法和不良信息举报:lobtom@163.com