全球多国科研人员合作的“事件视界望远镜”项目,在全球六地同步发布首张黑洞照片。舆论普遍认为这将是人类有史以来获得的第一张黑洞照片。对此,从1994年就开始从事天文学研究的中科大天文学系执行主任、博导孔旭教授的感受是,“你一直想要,却一直得不到的东西,现在终于要摆在面前了。”
分辨率不够所以看不到黑洞
“简单来说,黑洞之所以是黑洞,是因为连光都逃不出黑洞。”孔旭说,“尽管黑洞内部仍然不可见,但观测者们使用的是射电、毫米波/亚毫米波阵列,用外围场景、视界面之外或者说‘阴影’的数据来构筑黑洞的‘影像’。并不是我们平时看到的光学波段照片。”
这就相当于如果黑洞是一本书,你却被蒙上眼睛,想看到那本书,你只有用双手去摸索这本书的边缘,在脑海里重构那本书的影像。
另一个难点则是分辨率。孔旭的朋友、中国科学院国家天文台研究员、中国科学院大学天文学教授苟利军曾有一个比喻:观测“Sgr A*”黑洞就像在地球上用肉眼看月球表面放的橘子。
“天文观测高度依赖仪器设备。以前看不见就是分辨率不够。”孔旭说。但是这一次,科学家们利用位于南极、智利、墨西哥、美国亚利桑那州、美国夏威夷、西班牙的8个亚毫米射电望远镜同时观测。
这8个射电望远镜有单镜、也有望远镜阵列,联合起来能够“拼成”一个与地球直径一样大的虚拟望远镜。“理论上说,这个直径就是地球上所能达到的极限了,未来如果想看得更远,就得把望远镜放进太空了。”
黑洞照片是天文学重要突破
人类刚在2015年第一次听到了两个黑洞相互绕转合并所产生的引力波之声,接着,又将成为有史以来第一批“看见”黑洞的人类。
孔旭将天文学领域的尖端总结为“一黑、两暗、三起源。” 一黑,就是黑洞;两暗,是指暗物质和暗能量;三起源,则是指代宇宙起源和演化、天体起源和演化、地外生命起源。其中,黑洞照片的发布将是探索“一黑”的重要突破。
“对于天文学来说,也有三个重要的意义。”孔旭说,“首先,黑洞的照片将进一步验证了爱因斯坦的广义相对论;第二,强引力场中天体发射的电磁波波长变长的现象被成为‘引力红移’,黑洞的呈现也将印证这一点;第三,我们可以进一步研究大质量椭圆星系中心的黑洞喷流现象。”
不论如何,探索都令人激动。“怎么描述这种心情?”从1994年就开始从事天文学研究的孔旭教授说:“你一直想要,却一直得不到的东西,现在终于要摆在面前了。”
正研究北半球最先进巡天望远镜
孔旭透露,去年3月,由中国科学技术大学与中国科学院紫金山天文台合作建设的大视场巡天望远镜(WFST)项目已启动。
孔旭说:WFST预计于2021年建成,将成为北半球具备最高巡天能力的光学时域巡测设备。据介绍,WFST口径2.5米,采用国际领先的主焦光学设计,提供大视场、高精度和宽波段巡天能力,性能先进。配备大面阵9亿像素拼接CCD探测器,具备强大的巡天能力,能够每3夜巡天整个北天球一遍。
他还透露:WFST研制成功后,将可能安装在青海省海西州冷湖镇东北海拔4100米的赛什腾山台址。“WFST也将用于观测黑洞,用于捕捉大质量黑洞潮汐瓦解恒星事件;此外,WFST还将用于太阳系天体的搜寻和监测,并刻画银河系和近邻宇宙结构。”
孔旭描述人仰望星空的时候说:“探索宇宙不需要什么意义,而是人类的本能。”孔旭说:“把一个人放在一个环境里,他一定想要左右看一看,地球在宇宙中也是一样。”
安徽商报融媒体记者 梁巍/文 余红霞/图
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