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中国科学院上海天文台团队谈“黑洞摄影记”:人类既伟大又渺小

2024-02-12 15:06

来源:中新网

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中新网上海2月12日电 题:中国科学院上海天文台团队谈“黑洞摄影记”:人类既伟大又渺小

中新网记者 郑莹莹

“M87黑洞距离我们5500万光年,也就是说实际上我们看到的光是5500万年前发出来的。这让我觉得人类很伟大,又很渺小。”中国科学院上海天文台台长沈志强说。

幸运的时代:有了“观宇宙利器”

2019年4月,全世界200多位科学家合作完成的一项重大天文学成果——人类首张黑洞照片在全球多地同步发布。在当时这200多位科学家中,来自中国大陆的有16人,包括中国科学院上海天文台的8人。

“不识庐山真面目,只缘身在此山中。”沈志强近日在受访时说。回忆起人类首张黑洞照片出炉的过程,他感叹,要拍到黑洞的照片是很难的,而银河系中心黑洞照片的捕获则是难上加难。人类身处银河系,如何能“望穿”太阳系,透过银盘“看”到银河系中心的黑洞,这里面有很多挑战。

他解释说,爱因斯坦的广义相对论早就预言了黑洞的存在,但100多年前,再聪明的地球人,技术未成熟也观测不了黑洞。

科学和技术是紧密相连的,有了“观宇宙利器”,才有了黑洞照片的面世。而这“观宇宙利器”即利用世界各地的8个地面射电望远镜(同步观测)及地球自转,形成一个口径如地球般大小的“虚拟”望远镜。由此,才有了第一张、第二张乃至以后更多张黑洞照片的出炉。

全球的智慧:相继两张黑洞照片

在沈志强看来,人类首张黑洞照片是全球团队合作的典范,来自世界各地的科研人员在十几年的时间里以搜寻黑洞照片为科学目标,创建EHT(事件视界望远镜)合作组织,捕捉黑洞的图像。

其实,科学家们当时瞄准了两个黑洞,一个是银河系中心的黑洞,一个是M87星系中心的黑洞。前者离地球近,但是质量小,后者离地球远,但是质量大,所以这两个黑洞从地球上看大小差不多。银河系中心的黑洞因为质量小而“善变”,几分钟一动,不好拍。于是几十天一动的M87星系中心黑洞率先拥有了人类拍摄到的首张“黑洞身份照”。继2019年之后,2022年5月,人类终于揭晓“拍摄”到第二张黑洞照片——那个“善变”的、位于银河系中心的超大质量黑洞“人马座A*(Sgr A*)”,它的照片也被“冲洗”出来了。

作为“黑洞摄影团队”成员之一,中国科学院上海天文台研究员路如森说,给黑洞拍照的故事并没有结束,中国科学院上海天文台团队正在推动国内相关设施的建设,希望未来能给黑洞拍由连续画面构成的“电影”。他指出,为了在下一步给黑洞拍摄“电影”的研究中抢占科技制高点和赢得更多国际学术话语权,中国科研团队需要有自己的观测设备。中国科研团队已推动实施了毫米波 VLBI(Very Long Baseline Interferometry,甚长基线干涉测量)实验系统建设,同时正推动在中国西部地区建设亚毫米波望远镜及阵列。

无止境的探索:科研没有终点

要从地球上看见黑洞,必须使用在亚毫米波段工作的望远镜。亚毫米波天文观测需要干燥的天气环境和稀薄的大气,因此火山口是一个不错的选择。“黑洞摄影团队”成员之一、中国科学院上海天文台副研究员江悟曾在美国夏威夷州的火山口观测黑洞。

“最大的福利莫过于有时观测完黑洞、凌晨返回的途中,看到另一个山头的火山口正喷发着火星子,我感觉同时赶上了宇宙黑洞的神奇和大自然的神奇。”江悟回忆说。

研究浩瀚宇宙的天文学拥有一批拥趸。中国科学院上海天文台助理研究员赵杉杉是一名“90后”,她深感能给黑洞拍照的幸运,“工作不仅满足了我探索未知的需求,大家对黑洞的关注也让我实现了社会价值。”与黑洞打交道让她觉得有趣,她说,其实天体和人一样复杂,正在经历很多变化,“如果你‘投胎’成黑洞的话,可能也会经历黑洞的烦恼。”

人类的首张、第二张黑洞照片已出炉,每次都引起国际关注,团队成员也与有荣焉。沈志强深感团队的幸运,“一生择一事,如果我们能获得一些成果,那是最大的褒奖;如果没赶上(成果发布)也没关系,自己心里要对自己的研究予以认可。”

在他看来,科研本身就是一件很有意思的事情,因为科研人员永远在追求极致的同时又打开更多研究领域;比如黑洞照片,有了第一张之后又有了第二张,未来科研人员还可以观测更多,包括双黑洞。

“科研永远没有终点。”他说。


【责任编辑:王振红】
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