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首张黑洞照片面世背后:照片“冲洗”用了两年
2019-04-15 06:08来源:中国纪检监察报

  首张黑洞照片面世背后

  事件视界望远镜由全球8个亚毫米射电望远镜组成。(资料图片)

  人类首张黑洞照片公布后,立即引发全球范围的热议。这张照片是怎样拍出来的,为什么看上去有点“糊”,中国科研人员又发挥了哪些作用?

  照片“冲洗”用了两年

  细节太小、信号太暗、干扰太多,是给黑洞“拍照”的三个难点。

  在过去10多年时间里,多个国家的科研团队通力合作,启动了“事件视界望远镜”项目,由分布在全球不同地区的多个亚毫米射电望远镜对黑洞展开观测。

  “射电望远镜阵列可通过甚长基线干涉测量技术,组成一个非常大的望远镜,得到细节更多的照片。”中国科学院国家天文台研究员苟利军告诉记者。

  2017年4月5日,由位于南极、智利、墨西哥、美国、西班牙等地的8台亚毫波射电望远镜,构建成一个口径等同于地球直径的超级“虚拟”望远镜,同时观测黑洞。此次观测记录下的海量数据,进行复杂的后期处理和分析,才获取到了最终的黑洞图像。

  “冲洗”黑洞照片为什么用了两年时间?苟利军认为有两方面因素,一方面是数据量非常大,涉及全球8个不同地方的望远镜;另一方面是因为在数据处理的过程当中,有很多技术上的难点,所以处理耗时比较长。

  照片为何与科幻电影不同

  此次露出真容的黑洞,位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域是一个阴影,周围环绕一个新月状光环。

  照片公布后,很多网友疑惑:《星际穿越》电影里的“卡冈图雅”黑洞有着深不见底的黑色中心与立体清晰的气体圆环,M87为何模糊许多,圆环也明暗不均?

  对此,苟利军表示,照片清晰度问题的根源在于分辨率。

  “亚毫米波段与我们熟悉的可见光不同,无法直接看到。利用亚毫米射电望远镜给黑洞拍照,其实就是得到黑洞周围辐射的空间分布图。”苟利军说,尽管事件视界望远镜的口径已有1万公里,但空间分辨率刚达到黑洞视界面的尺寸,仅相当于有限的几个像素。

  至于圆环为何一侧亮、另一侧暗,苟利军进一步解释说:“这是由于吸积盘运动时的多普勒效应,朝向我们视线运动的区域变得更亮。《星际穿越》的艺术化呈现忽略了这一点。”

  同为“硬核”科幻电影,今年大火的国产片《流浪地球》刮起了新一轮科幻风。面对记者的采访,其制片人龚格尔用“惊心动魄”来描述自己看到黑洞照片的第一感觉。

  “大量的科幻作品都跟黑洞有关,我本人对黑洞也特别着迷。虽然有很多科幻电影穷尽想象力,一次又一次描绘过黑洞的外形,但是都没有这张颗粒粗糙的真实图片震撼。”龚格尔告诉记者,令人震撼的原因不仅仅是黑洞的神秘和壮美,还有人类永无止境的科学探索精神。

  《流浪地球》里为什么没有出现黑洞?龚格尔幽默地说:“我想地球是不会在‘流浪’的旅途中碰到黑洞的,否则我们就算再妙笔生花,也想不出拯救地球的办法了。”

  中国成为重要参与者

  公开资料显示,“事件视界望远镜”项目由全球30多个研究所的200多位科研人员参与,其中也包括10多位中国科学家。

  虽然中国境内的望远镜由于观测波段、频率以及地理位置与该项目的条件不相符,但中国在早期推动合作、夏威夷望远镜使用、数据分析处理等方面都没有缺席。

  从“中国天眼”(FAST)到“世界巨眼”(SKA),从人类基因组测序到泛第三极环境研究,近年来,中国参与国际合作的广度和深度不断加大,在吸收世界创新养分的同时,也在贡献着中国智慧。

  如今,人类观测宇宙的新窗口正在逐步打开。正如中国科学院上海天文台研究员路如森在“事件视界望远镜”项目新闻发布会上所说:“作为长期深度参与此次国际合作的中国研究人员,我觉得这张黑洞照片是科学共同体的努力结果。科学对人类发展至关重要,人类的科学共同体也是人类命运共同体的重要组成部分。”(本报记者姜永斌)

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责任编辑:李伊琳,赖旭华

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