首张黑洞照片到底长啥样?外媒的“剧透”来了

  时间4月10日北京时间今晚21点整,全世界的太空迷们翘首以盼,人类首张黑洞照片即将揭开神秘面纱。黑洞究竟长什么样呢?物理和天文学者眼里的黑洞和普通人看到的有什么不一样?高能“剧透”来了。
 
  “被一圈强光环绕的黑色斑点”
 
  要想看明白这张黑洞照片,我们首先需要了解一些关于黑洞的基础知识。黑洞是一种质量极大的天体,具有非常强的引力,它具有的超强引力使光也无法逃脱其势力范围,该势力范围称作黑洞的半径或是事件视界。虽然肉眼无法看见黑洞,但我们可以通过追溯到光子消失的事件视界来一窥其面目。
 
  黑洞的超强引力能够将周围的气体撕扯到它自己身边,产生一个围绕黑洞旋转的气体盘,这就是吸积盘。黑洞有时候也会“打嗝”,一部分吸积气体会沿转动方向被抛射出去,形成喷流。吸积盘和喷流两种现象都因气体摩擦而产生了明亮的光与大量辐射,这就是我们在以往各种黑洞模拟图片中见到的一圈圈的光亮。
 
  根据这些基础知识,外媒描述了黑洞照片可能呈现的样子,那就是肉眼不可见的黑洞边界,会被光线环绕,这或许也将在今晚公布的照片中有所体现。雅虎新闻就推测,首张黑洞照片可能会显示出被一圈强光环绕的黑色斑点。
 
  日本乐天技术研究所的数据科学家盐川也模拟出了一个超重黑洞的可能图像,画面上呈现出黑洞的一个不平衡的吸积盘以及事件视界(内部的“暗影”)。仔细看可以发现,它的一部分会更亮,另一部分则会更暗淡。
 
  不过,在众多赞成的声音中,也有人持怀疑态度。知名科学新闻网“科学警报”就对照片能否清晰地看到这一幕无法确定。“这可能是一个挑战,因为位于我们银河系中心的黑洞笼罩在厚厚的尘埃和气体云中”。
 
  紫金山天文台研究员刘四明也认为,由于黑洞成像的数据来自8个观测点,因此照片在“精细程度”上需要打个问号。未来,伴随着科学技术的更加成熟,我们或许能够为黑洞拍出“清晰度”更高的照片。
 
  “此次拍照的事件视界望远镜的解析能力,如同站在美国东岸看到美国西岸的一枚硬币,或是身在纽约,看见洛杉矶一个高尔夫球上的凹洞。”台湾著名作家龙应台做了这样一个生动的比喻。
 
  果壳天文领域达人“Steed的围脖”也给大家提前打了个预防针:“在实拍的照片上,黑洞的事件视界,或者说边界,大概也就两个像素大小”。
 
  “这是一个真实物体的近距离图片,太酷了!”
 
  与其说这是一张照片,更准确的定义是,这次的“拍摄”是一次实景“描绘”。
 
  来自8个观测点的天文望远镜将观测到的电磁波集中“反馈”,利用对这些电磁波信号的分析,科学家们可以获得和黑洞附近高温物质分布相关的一些物理量。再结合多年来不断完善的黑洞理论模型,将模拟量和观测量比对,得到黑洞成像。
 
  尽管图像是根据比对形成,但是天文和物理学家们依然表达了少年般的兴奋度——并不是只有普通民众乐于见到直观影像。
 
  “我为即将看到这一图像感到非常开心!”芝加哥大学教授丹尼尔·霍尔兹(DanielHolz)表示。“尽管我知道里面采用了数学运算,相关理论也经过了彻底测试,但这仍然是关于一个真实物体的近距离图片。太酷了。”
 
  耶鲁大学的天体物理学家普里亚瓦达·纳塔拉哈恩也表示:“能够如此近距离接触黑洞实在令人兴奋。”加州大学圣塔芭芭拉分校研究黑洞的天体物理学家蒂莫西·布兰德则兴奋地说:“仅仅是能够看到它就会让人觉得太棒了。我们会在科学方面了解一些东西,而且随着时间推移知道得会越来越多。只看到这些图像都会觉得非常酷。”
 
  内行看门道。
 
  除了觉得酷酷的,此次公开的黑洞图像还可以对爱因斯坦1915年提出的广义相对论进行检测。爱因斯坦关于物质和能量的预测是否适用于黑洞附近?也许通过这张图像,我们会找到广义相对论的缺陷?
 
  “但即使人们对广义相对论产生疑问,这一发现也并不一定意味着这一理论是错误的,而是表明我们有更多的物理知识需要去理解。”事件视界望远镜(EHT)网站这样称。
 
  除了检验爱因斯坦的广义相对论,这一照片令学界兴奋的另一个原因还在于,它将使我们对宇宙的看法从想象转向理性和真实,或许还将重新定义宇宙。
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