圖為黑洞藝術(shù)效果(圖片來源：中國科學(xué)院國家天文臺)

據(jù)中國科學(xué)院官方消息，北京時間4月10日晚上21點整，人類史上首張黑洞照片將正式公開發(fā)布。比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、中國上海和臺北、日本東京、美國華盛頓等六地將同步直播全球新聞發(fā)布會，共同宣布人類天文史上首張與超大質(zhì)量黑洞照片有關(guān)的重大成果。

今日，人民網(wǎng)采訪了中國科學(xué)院云南天文臺研究員毛基榮、華中科技大學(xué)物理學(xué)院教授吳慶文，這兩位專家所在的團隊都在“事件視界望遠鏡項目”中承擔(dān)了不同領(lǐng)域的研究。

黑洞本身不發(fā)光 附近存在偏振現(xiàn)象

黑洞在理論上是指由愛因斯坦廣義相對論預(yù)言存在的一種天體，它所具有的超強引力使得光也無法逃脫它的勢力范圍，而該勢力范圍稱作黑洞的半徑或稱作事件視界(Event Horizon)。

“黑洞本身是不發(fā)光的。”毛基榮在接受采訪時介紹，因引力的存在，黑洞會對靠近它的物質(zhì)產(chǎn)生吸積作用，這個吸積過程會發(fā)光，所產(chǎn)生的光有偏振效應(yīng)。

毛基榮表示，黑洞吸積附近物質(zhì)出現(xiàn)發(fā)光現(xiàn)象后，過程中觀測黑洞的最臨近區(qū)域，受廣義相對論效應(yīng)影響明顯，將會產(chǎn)生一個所謂的“黑洞陰影”。這次的觀測就是試圖通過觀測黑洞本身及其臨近區(qū)域，看到黑洞的陰影。

據(jù)悉，毛基榮團隊近期正在從事偏振領(lǐng)域的相關(guān)研究。“目前觀測黑洞陰影，仍像看二維電影一樣，而偏振研究將讓人們像看3D電影一樣觀測黑洞陰影。”對于研究內(nèi)容，毛基榮作出了一個非常生動的解釋。

照片將為超大質(zhì)量黑洞存在提供證明

在宇宙中，天文學(xué)家們根據(jù)質(zhì)量將宇宙中的黑洞分成三類：恒星級質(zhì)量黑洞(3-100太陽質(zhì)量)、超大質(zhì)量黑洞(百萬-百億太陽質(zhì)量)和中等質(zhì)量黑洞(介于兩者之間)。

“現(xiàn)在我們通常認為每個星系中心都存在一個超大質(zhì)量黑洞，每個星系中還存在很多恒星級黑洞。”毛基榮指出，2016年引力波的首次發(fā)布，是恒星級黑洞存在的非常好證據(jù)。這次相當(dāng)于直接觀測到了宇宙中超大質(zhì)量黑洞的存在。

吳慶文介紹，在這次拍照任務(wù)執(zhí)行前，天文學(xué)家們通過各種間接證據(jù)表明黑洞的存在。而此次項目，則是通過這個擁有地球直徑的“虛擬望遠鏡”直接觀測到了黑洞的圖像。這無疑是黑洞研究史上的重要一步，人類對黑洞研究也將邁入一個新的階段。

黑洞照片“沖洗”為何花了兩年時間

據(jù)悉，“事件視界望遠鏡項目”成立于2017年，旨在通過聯(lián)合全球多地的8組天文望遠鏡，構(gòu)建一個口徑等同于地球直徑的“虛擬”望遠鏡，從而收集海量數(shù)據(jù)，并勾勒出黑洞的模樣。EHT的“八個鏡頭”位于美國、墨西哥、智利、南極等地，而“沖洗”這張照片花費了兩年的時間。

吳慶文解釋，之所以一張照片需要花費兩年的時間，是由于黑洞數(shù)據(jù)量太大，處理相對復(fù)雜，需要多個團隊共同合作，相互獨立確認結(jié)果的正確性，這是國際認證科學(xué)結(jié)果的慣例。“任何科學(xué)結(jié)果，最好都是通過多個不同小組獨立處理，得到一樣的結(jié)果，這樣反復(fù)試驗的結(jié)果才是可信的。”吳慶文說。

“此次觀測的超級黑洞項目，是由全球200多名科學(xué)家組成的研究團隊，歷時兩年通過各地天文望遠鏡組成的望遠鏡網(wǎng)絡(luò)，收集并整合了黑洞圖像的數(shù)據(jù)。”吳慶文表示，中國科學(xué)團隊包括中科院上海天文臺、中科院云南天文臺、中科院高能所、北京大學(xué)、華中科技大學(xué)、南京大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)等10余位科學(xué)家參與，并在觀測、數(shù)據(jù)處理和理論分析等方面做出貢獻。