汪诘杂谈 | 4月10日,万众瞩目,今年科学界头号大新闻抢先了解
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汪诘杂谈
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今年从 3 月到 4 月其实科学界的大新闻很多,小编给我整理的资料已经铺满我的桌面了,我就是实在杂事太多,来不及讲。不过今天再忙,我也要放下手头的一切事情,赶紧把这个事情给大家通报一下。
昨天晚上我刷推特,准确消息来了,不出意外的话,2019 年的十大科学新闻之首非他莫属。可能你们猜到了:
北京时间 2019 年 4 月 10 日 21 点整,比利时的布鲁塞尔,人类历史上首张黑洞的真实照片将被公布。
如果说 2015 年的引力波,我们听见了黑洞,这次,我们“看到”了它。这肯定是今年最重要的科学发现之一,很可能不需要“之一”。科学有故事将第一时间为你带来详细的报道。
有些人可能奇怪,黑洞不是连光线都跑不出来吗?那我们怎么可能看到黑洞呢?你别急,让我给你简单讲一下这件事情的来龙去脉。
这个计划始于 2015 年 4 月,当时,有来自全球 30 多个研究所的科学家们一起参与,这项计划绝对可以用雄心勃勃来形容。他们打算利用分布在全球不同地区的 8 个射电望远镜,组成了一个射电望远镜阵列,这个虚拟的巨大望远镜,理论上相当于一个有效口径有地球直径那么大的望远镜。这个虚拟的望远镜网络就是这几天大热的“事件视界望远镜(Event Horizon Telescope,EHT)”。
讲到这里,你可能注意到一个很关键的点,对,这次拍照的不是光学望远镜,而是射电望远镜。换句话,这次给黑洞拍照用的不是可见光波段,而是非可见光波段。为什么呢?因为拍摄的对象是位于银河系中心的那个巨大黑洞,而我们与银心其实隔着无数的宇宙尘埃云,可见光根本穿不过来,想看也是看不到的,因此只能靠能够穿过尘埃的毫米波来观测。所以,这张照片出来以后,并不是传统的光学相机能够拍出来的影像,也就是说哪怕我们真的能飞到黑洞的附近,我们用肉眼也是看不到照片中的样子的。
有些人可能会感到点失望,我觉得你失望还是你的偏见造成的,实际上非可见光波段成的像也是极为真实的,举个例子你就明白了:它就像是在医院里做出来的X光片或者 CT、B 超成的像,这些像就是真实的影像。因此在不可见光波段成的像也是真实的黑洞形象,如假包换,一点都不用感到失望。而实际上,我们平时在网上看到的那些漂亮的星系、星云的照片,有很多都是把不可见光经过一定的规则转换成的像,其实我们早就对这种非肉眼可见的天文照片习以为常了。
有些人可能不理解,怎么能把分布在全球不同地方的射电望远镜组合成一个望远镜呢?我给你举个例子你就马上理解了。你找很多小伙伴,每个人手里拿一面小镜子,然后,你们分散开,用镜子把反射太阳光的那个光斑汇聚到一点上。这时候,所有的镜子其实就是组成了一个巨大的抛物面,只不过不是一个完整的抛物面而已。射电望远镜阵列的基本原理就是这样,说出来也没什么稀奇的。只要协调好时间,调整好每一架望远镜的接收角度,把收到的数据最后汇总起来即可。
这次参与计划的 8 架射电望远镜分别位于南极、智利、墨西哥、美国亚利桑那州、夏威夷和西班牙,差不多就是相当于地球直径那么大的单口径射电望远镜了。
另外,你还需要知道,黑洞本身不发光也不发射任何无线电波。我们能看到的其实是黑洞周围的东西,比如吸积盘和喷流。在电影星际穿越中的那个黑洞叫卡冈图雅,实际上就是模拟黑洞周围的吸积盘的形象。
那这次 EHT 拍摄出来的照片会不会是这个样子呢?很可能不会。为什么?因为电影中的黑洞为了视觉效果,假设了很多理想的情况。但银心中心的那个黑洞恐怕没有那么东西可以吃到,所以不太可能呈现卡冈图雅的那个完美形象。
在油管上,已经有科学家为我们描述了这张图像可能的样子:
在这张图上,因为黑洞转动的多普勒效应,光子圆环一侧较亮,另外一侧较暗。但这毕竟是猜测,我在推特上看到EHT的某位科学家稍稍剧透了一点,他说照片的最终效果比我们预期的更加震撼。到底这张人类历史上首张黑洞的真实照片会是什么样呢?请您跟我一起耐心等待北京时间 2019 年 4 月 10 日晚 21 点。我会用最快的速度第一时间把发布会的情况通过微信公号图文加视频的方式推送出来。请您关注科学声音或者科学有故事的微信公号,一起见证人类科学史上的又一次极为重要的大事件。
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另外,我强烈建议您收听或者收看我的付费节目《真假世界未解之谜》,里面有 3 集专门讲黑洞的,如果你看过,了解了黑洞的前世今生,再去了解 4 月 10 日的大新闻,会有更加愉快的体验。关于黑洞的这 3 期节目在《真假世界未解之谜》第二季中。
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