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滑铁卢学者参与发布人类首张黑洞照片
新闻频道 - 加国新闻
作者:综合报道   
2019-04-10 12:01

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今天,人类历史上首张黑洞照片向全球发布。

而拍摄到这一照片的全球研究团队中,包括一位来自安省滑铁卢大学的学者。

据CBC报道,Event Horizon Telescop Collaboration是一个由全球科学家组成的团队,致力于提供黑洞存在的证据,并记录他们的发现。

事实上,黑洞并不会发光,所以这张黑洞照片是在地球表面各地八个望远镜的协助下汇编而成的,用了两年时间。

这个团队成员包括滑铁卢大学的天体物理学家、助理教授Avery Broderick。

研究人员表示,他们的发现为爱因斯坦1915年提出的相对论提供了进一步的证据支持。

黑洞(英语:black hole)是根据广义相对论所推论、在宇宙空间中存在的一种质量相当大的天体和星体。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽后,发生引力坍缩而形成。黑洞引力场极强,大量可测物质和辐射都无法逃逸,包括速度极快的光子也逃逸不出来。

由于类似热力学上完全不反射光线的黑体,故名黑洞。

黑洞原来长这样!人类史上首张黑洞照曝光
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格陵兰望远镜于格陵兰空军基地现况照片。图/中研院提供

黑洞原来长这样 !全球首张黑洞照片,北京时间今晚晚间9点7分(美加东部时间早上9点7分)曝光,包括台北在内共6座国际城市,同步曝光这张令全球观众屏息的神秘照片,也象征台湾和全世界顶尖科学家联手,竖立人类历史的重要里程碑。

台湾中研院今晚8时半举行“事件视界望远镜(EHT)首次成果发表记者会”,此一记者会将与美国华盛顿、智利圣地牙哥、日本东京、比利时布鲁塞尔、中国上海等五座城市同步举行,向全球观众直播集合全球顶尖望远镜之力,首次完成的黑洞影像,解开宇宙最大的奥秘。

各场发表会主持人包括中央研究院院长廖俊智、美国国家科学基金会主任France A. Córdova(华盛顿特区)、欧盟研究科学创新执委会委员Carlos Moedas(布鲁塞尔)、ALMA天文台台长Sean Dougherty、欧南天文台台长 Xavier Barcons(圣地牙哥)。用中、英、日、西班牙等多国语言,向全世界宣布此一震撼人心的世纪大发现。

透过全球不同地点的天文望远镜观测与模拟后,参与的科学家对黑洞如此呈现,皆表示如预期,没有意外;计画主持人杜勒曼(Shep Doeleman)被问到终于得到史上首次黑洞影像的感受时表示,团队成员都松了口气,他形容这个影像“如此真实”,“像个戒指一样”。

廖俊智指出,此为史上第一张超大质量黑洞影像,“这是一个空前的纪录”。全球八个参与此计画的观测站中,中研院天文所参与三个观测站,负责其中四个望远镜的建设与运转。他希望透过此次记者会,告诉国人,台湾在世界重要的科学研究之中,占有一席之地。

谈到台湾在此项研究扮演的角色,中研院表示,EHT的研究结果将是人类第一次能够验证黑洞是否存在于宇宙之间的理论,也是爱因斯坦广义相对论问世百年后,对该理论最终的科学验证。中研院十年前便开始加入此计画,台湾的天文学者投入的研究资源与人力,带给人类知识突破性进展;这也是台湾身为地球村的一分子,带给国际社会最有价值的贡献。

怎么拍?要有一个“口径地球大的望远镜”

谈到“黑洞”,你我心中会浮现出一个画面。然而,我们印象中的“黑洞”画面,都是电影或艺术家所虚拟,真正的黑洞模样,从来没人能拍到。

黑洞本身是“黑”的,实际上看不到;但因为大黑洞在中间,光线会转弯,造成左侧比右侧更亮,中间黑色部分是黑洞的“阴影”,形成黑洞的边界,此一阴影称为“事件视界(event horizon)”。透过拍摄事件视界,可以间接证明黑洞的存在,“事件视界望远镜(event horizon telescope,简称EHT)的名称因此而来。

但要找到一个可以拍摄黑洞影像的天文望远镜,实际是不可能的,因为它必须要拥有如一个地球大的口径,才能捕捉黑洞影像。要制造“口径如一个地球大的望远镜”听来不可思议,EHT研究团队想出一个办法,他们集合散布世界各地的顶尖望远镜,这些望远镜运用超长基线干涉技术,同时观测黑洞的某个方位,再将观测到的数据拼凑起来,其效果等同一个“口径如一个地球大的望远镜”,便可完成黑洞的照片。

8个观测站影像数据 “洗照片”花2年

EHT计画共有全球8个观测站、200多名研究人员参与,观测离地球较近的两个黑洞:银河系中央黑洞与M87黑洞。今公布第一波黑洞影像成果。这些影像数据早在两年前便拍到,却必须经过两年的“洗照片”,才能完成令人屏息的黑洞影像。

广义相对论问世百年后 终有科学验证

中研院天文所主导的北极圈天文观测站“格陵兰”望远镜,去年4月正式加入“事件视界望远镜”(EHT)全球阵列计画的观测,此计画目标是透过全球各地众多电波望远镜相连,形成高影像解析度的全球阵列,观测星系中的超大质量黑洞,并进一步验证爱因斯坦的广义相对论。台北因此成为全球六大直播城市之一。

格陵兰望远镜本身是一个口径12公尺的电波天线望远镜,并于2011年,由美国国家科学基金会等单位授予现在的天文团队(包括台湾与美国团队)。在中研院天文所主导下,将望远镜重新改装以适应酷寒环境,并搬迁到格陵兰。

格陵兰望远镜加入EHT观测后,与夏威夷的SMA、JCMT、智利的ALMA及欧洲、南极等地的望远镜,形成一个口径接近地球直径的阵列式望远镜。其影像解析能力比全世界最强的光学望远镜还高1000倍,相当于从地球上清楚的看到月球上的一颗棒球;站在美国东岸看到美国西岸的一枚硬币,还能读出硬币正面所写的制造年份;或是身在纽约,看见洛杉矶一个高尔夫球上的凹洞。

EHT计画共有全球两百多名研究人员参与,今天公布第一波黑洞影像成果。EHT计画工作人员之前曾在网站宣布,此一计画观测离地球较近的两个黑洞:银河系中央黑洞与M87黑洞。

中研院天文所主导的北极圈天文观测站“格陵兰望远镜”,去年四月正式加入“事件视界望远镜(EHT)”计画的观测。此计画目标是透过全球各地众多电波望远镜相连,形成高影像解析度的全球阵列,观测星系中的超大质量黑洞,并进一步验证爱因斯坦的广义相对论。台北因此成为此次黑洞影像公布记者会全球六大直播城市之一。

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事件视界远镜示意图。取自中研院网站

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黑洞影像。图╱取自中研院直播

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于EHT连线演习期间,工作团队在格陵兰空军基地的格陵兰望远镜控制室内合照。由左至右:陈明堂(天文所)、Nimesh Patel(史密松天文台)、刘冠宇(天文所/东亚天文台)、浅田圭一(天文所)及西冈宏朗(天文所)。图/中研院提供

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人类首张黑洞影像。
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黑洞影像。图╱取自中研院直播

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