2017 年 4 月，事件視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目將八顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)向太空中的一個(gè)點(diǎn)。科學(xué)家們正試圖拍攝一張照片，以證實(shí)多年來的猜測和理論。他們正在為室女座A星系Messier 87中心現(xiàn)在著名的黑洞拍照。

2019 年 4 月 10 日發(fā)布的一圈亮橙色模糊圖像揭示了我們這個(gè)時(shí)代最大的謎團(tuán)之一。技術(shù)、數(shù)據(jù)記錄和計(jì)時(shí)的奇跡讓我們第一次看到了一個(gè)以前是科幻作品的概念。

說了這么多，但這個(gè)新發(fā)現(xiàn)對我們和我們所知的科學(xué)意味著什么?為什么每個(gè)人都對它如此興奮?

一個(gè)世紀(jì)的猜測后的答案

終于，我們有了答案。關(guān)于黑洞的推測可以追溯到 1900 年代初，當(dāng)時(shí)我們發(fā)現(xiàn)光可以隨著重力的波動(dòng)而扭曲。這種認(rèn)識(shí)使物理學(xué)家推論出，太空中可能存在質(zhì)量和密度如此巨大的物體，以至于即使是人類已知的最快速度的光，也會(huì)被它的引力所吸引。

阿爾伯特愛因斯坦的相對論聲稱，當(dāng)所有這些能量被吸入時(shí)，它會(huì)到達(dá)其中心的一個(gè)點(diǎn)，在該點(diǎn)密度達(dá)到無限值，產(chǎn)生任何東西都無法抗拒的引力。所有的光和物體都被困在這里，再也看不到了。他們稱這一點(diǎn)為事件視界——橙色環(huán)中心的黑洞。

雖然這一切聽起來很瘋狂，但對發(fā)生在太空中的事件所做的觀察只有在愛因斯坦的框架下才有意義?？茖W(xué)家們已經(jīng)看到塵埃云和恒星與巨大的引力波相互作用，他們合乎邏輯地認(rèn)為這是一個(gè)黑洞。星星會(huì)繞著一個(gè)看不見的點(diǎn)繞圈，然后以極快的速度彈射出去。在懷疑是黑洞的點(diǎn)周圍收集了大量輕物質(zhì)的圖像，但我們從未能夠凝視它的核心——事件視界本身，這將消除任何疑問。

環(huán)境與科技的奇跡

之所以如此重要的另一個(gè)原因是，為了拍攝這樣的圖像，恒星實(shí)際上對齊是多么罕見。

多年來，科學(xué)家們一直試圖拍攝我們太陽系銀河系中黑洞的照片。這是有道理的;我們系統(tǒng)中的人馬座 A* 黑洞離我們更近，我們已經(jīng)看到了理論事件視界存在的間接證據(jù)。

但這并不容易，因?yàn)樗x地球很近，拍攝時(shí)它不會(huì)“保持靜止”。我們只能獲得所謂的黑洞周圍的事件和物質(zhì)的圖像。

我們最終得到的處女座 A 星系中梅西耶 87 黑洞的圖像足夠遠(yuǎn)，以至于它在天空中更加靜止。距離我們 5500 萬光年遠(yuǎn)，科學(xué)家可以直接從中間拍到面部照片。

話雖如此，這不僅僅是一個(gè)傻瓜。這是幾年的工作，利用來自世界各地的衛(wèi)星。簡而言之，來自世界各地的八臺(tái)望遠(yuǎn)鏡指向處女座 A，并將他們的觀察結(jié)合在一起，拼湊出我們今天所擁有的圖像。每顆衛(wèi)星上的圖像文件大約每天 350 TB。它們無法轉(zhuǎn)移過來，而是飛過來組裝圖像。

難怪 EHT 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)稱其為“地球大小的望遠(yuǎn)鏡”。

怎么辦?

這張照片將幫助天體物理學(xué)家在晚上睡得更好，因?yàn)樗麄冎浪麄兌嗄陙硪恢币蕾嚨睦碚撛俅蔚玫津?yàn)證，然后再得到驗(yàn)證。作為當(dāng)今科學(xué)的核心支柱之一，如果我們發(fā)現(xiàn)愛因斯坦錯(cuò)了，那將是毀滅性的。這位偉大科學(xué)家的方程預(yù)測會(huì)有一個(gè)完美的圓，我們現(xiàn)在有了確鑿的證據(jù)。

除了一夜好眠之外，該圖像還有助于科學(xué)家更好地估計(jì)黑洞的精確質(zhì)量。在上周之前，他們只有洞周圍事件的圖像來進(jìn)行猜測。處女座A黑洞的質(zhì)量估計(jì)是太陽質(zhì)量的65億倍。從這個(gè)角度來看，太陽的質(zhì)量是地球的 330,000 倍。這是很多零。

這些知識(shí)使科學(xué)家能夠更好地分析和近似宇宙中的黑洞和其他事件。

這一發(fā)現(xiàn)可能不會(huì)讓我們這些在科幻電影中長大的人感到震驚，比如神秘博士和星際穿越。但這無疑是一個(gè)勝利的時(shí)刻，也是我們對發(fā)現(xiàn)的渴望的鼓舞人心的證明。