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bbin那里看开奖_黑洞究竟长什么样?人类有望首次拍摄到黑洞照片

时间:2020-01-11 16:26:11点击: 2124
2017年春,alma将与地球上另外八个望远镜一起,瞄准距地球约2.5万光年的银河系中心,试图捕获有史以来第一张黑洞照片。这样的全球性望远镜网络尚属首个。因此杜尔曼的团队认为,它已经足以穿透星际气体的阻挡,拍摄到他们的目标:超大质量黑洞。“银河系中心的黑洞与人类起源密切相关。”据信,超大质量黑洞能调节周围的恒星,影响它们的形成及轨道。

bbin那里看开奖_黑洞究竟长什么样?人类有望首次拍摄到黑洞照片

bbin那里看开奖,我们栖居在智利安第斯山脉上一个令人晕眩的高度,四周围绕着66个“白巨人”。

在不起眼的低矮建筑里,透过一扇大窗,我们能看到荒凉的查南托高原。

在火星似的红色土壤映衬下,大量白色的无线电天线点缀其间,将天线盘朝向纯净的蓝天。

这是阿塔卡玛大型毫米波阵列(alma),是世界上最大的射电望远镜阵列之一,也是一场横跨四个大洲的国际合作项目。

2017年春,alma将与地球上另外八个望远镜一起,瞄准距地球约2.5万光年的银河系中心,试图捕获有史以来第一张黑洞照片。

这隶属于一个大胆的天文学项目——事件视界望远镜(eht)。

阵列运营站点的鸟瞰图。

置身海拔5000多米的高处,我和搭档大卫·罗伯森(dave robertson)共用一个氧气罐,轮流吸氧,以避免出现高原反应。

向导达尼洛·维达尔(danilo vidal)是个精力充沛的智利人,他指着一扇带玻璃窗的灰色金属门说,“如果我们打开那扇门,科学界的每个人都会恨我们一辈子。”

听他说得这么神秘,我赶紧吸了口氧,透过玻璃,窥探这场实验的心脏。

在林立的处理器之中,我看到一个白色的箱子,类似迷你冰箱。里面装的是全新的微波激射器(又称脉泽)——一种超精密原子钟。

它可将当地每一根天线同步起来,再把alma同步到eht的全球网络,从而提供超大的天线盘面和超强的处理能力,使整个网络的分辨率提高一倍。

美国国家射电天文台的克里斯托夫·雅克正在检查alma氢脉泽原子钟的布线。

为了防止设备过热,房间内保持着接近绝对零度的超级低温。

维达尔解释说,只要门一开,紧急系统就会立即关闭脉泽,以保护其不受损坏。

五十多岁的克劳迪奥·福勒特(claudio follert)是alma的光纤专家,2014年脉泽刚到的时候,他就在场。他说,他从没见过这样的机器。

脉泽精度惊人,精确度大概是智能手机时钟的十亿倍,没有它,eht就是一纸空谈。

查南托高原

eht由麻省理工学院科学家谢普·杜尔曼(shep doeleman)领导的国际团队设计而成,它使用了干涉测量技术,综合了多个来源的天文数据。

其中每个来源都有自己的脉泽,包括智利的alma、墨西哥内格拉火山的大型毫米波望远镜,以及弗吉尼亚州的美国国家射电天文台。

这样的全球性望远镜网络尚属首个。

这些望远镜组合起来,构成了一个地球大小的超级望远镜网络,其分辨率足以拍摄到月球上的一只橙子。

alma最近加入这个射电望远镜团队后,这个网络的灵敏度增加到原先的十倍。

因此杜尔曼的团队认为,它已经足以穿透星际气体的阻挡,拍摄到他们的目标:超大质量黑洞。

这些气体被黑洞的引力吸入轨道,形成巨大的云团,使光学望远镜束手无策。

另一方面,黑洞中微弱的无线电信号也会穿透这些气体云。现在,它们终于也能被探测到了。

黑洞仍是外太空的一个传说。没有光能逃脱黑洞,因此它对肉眼并不可见。

我们并不能证实黑洞确实存在,有的只是一大堆间接证据,尤其是附近恒星轨道的引力摆动、星际气体云的变化。

有时我们还会观察到气态射流喷出,仿佛有一个不可见的极大引力源,将宇宙物质撕成了碎片。

黑洞挑战的是我们对现实的最基本信仰。

包括理论物理学家斯蒂芬·霍金(stephen hawking)和基普·索恩(kip thorne)在内,富有远见的科学泰斗们都曾专门著书,阐述黑洞引力可能引发的奇幻场景。

想象一下,你的身体被越拉越长,就像动画片里的人物那样——在《黑洞与时间弯曲》一书中,索恩就描绘了这样一幅令人直起鸡皮疙瘩的场景。

美国宇航局的钱德拉x射线天文台拍摄的银河系中心图像。超大质量黑洞就在中央。

科学界认为,黑洞潜伏在星系的中心,包括我们的银河系。

只要证明银河系中心存在超大质量黑洞——射手座a*,你就离解答另一个谜团更近了一步:人类起源,以及我们所知一切生命的起源。

“银河系中心的黑洞与人类起源密切相关。”与eht合作的alma天文学家维奥莉特·因佩雷泽里(violette impellizzeri)说。

据信,超大质量黑洞能调节周围的恒星,影响它们的形成及轨道。“了解了银河系的形成,我们就能了解人类的起源。”她说。

科学家估计,射手座a*的质量是太阳的四百万倍,但它的直径却大致相当于太阳到水星的距离——按照宇宙的标尺来衡量,这算不了多长。

因此,巨大的密度产生了巨大的引力,扭曲了周围的空间和时间,使得黑洞无法为肉眼所见。

目前的理论认为,黑洞中心(奇点)到边缘(事件视界)的距离被极度扭曲,以至于接近无限长,光在逃逸过程中,很快就耗尽了能量。索恩也赞同这一观点。

麻省理工学院的项目负责人杜尔曼最终决定,要看到不可见的事物,你首先得创造一种新的视力。

通过将alma作为巨型eht网络的一部分,我们可以给围绕射手座a*运行的物质(名为吸积盘)拍摄一张无线电“照片”,然后看到阴影形式的黑洞,这便是黑洞的第一张肖像。

向导维达尔和光纤专家福勒特带我们来到高原上。他们有任务在身:一根天线被受损的无线电接收器弄折了。

太阳晒得让人睁不开眼,风特别大,干燥就不用说了——查南托天文台位于智利的阿塔卡玛沙漠,是除两极以外,地球上最干燥的地方。

查南托完全不适合人类居住,但却是射电望远镜的理想家园:高海拔使它更接近星辰,极低的湿度也使宇宙信号纯净无染。

alma公关协调员维达尔和作者劳舍尔在查南托。那里几乎永远阳光明媚,风也特别大,高海拔让人呼吸困难。

对一些人(比如alma的团队成员以及杜尔曼)来说,极端环境正是吸引他们的其中一个原因。

“我喜欢望远镜。”杜尔曼说。他性格外向,充满创业者的活力,浑身散发出一种探险家的精神。比起待在办公室,他更喜欢野外。

杜尔曼经常前往世界各地的eht站点,其中很多都位于极端环境中,比如安第斯山脉和内格拉火山。

“是冒险的成分在驱使着我——顺着土路驾车,爬山,安装新仪器,做以前从未做过的观察。我可不愿坐在办公室的扶手椅里。”

站在查南托高原上,我开始头晕,但试着稳住呼吸节奏——低氧会让你迅速变得神志不清。

在高原上,alma的天线阻挡了沙漠里的阳光,也让我和大卫显得格外渺小。它们强大且怪异,就好像复活节岛上的雕像。

但即便站在这些“巨兽”之下,我也不清楚科学家是如何控制它们的——白色天线盘的转动似乎永远毫无征兆。

使用干涉测量技术,alma的天线可以通过配置,组成一个巨型天线,而它本身又能与世界各地的望远镜同步。

只要其中一个无线电接收器失调,这根alma天线就无法工作了。

我们跟着福勒特,爬上了几段钢梯,来到一间低矮的维修室。

我们帮他移走损坏的接收器,那是一个长长的金属圆筒,像是一枚未来感十足的火箭筒。

维达尔开车,带我们回到山下alma总部的运营支持中心,去看看专门维护接收器的实验室。

开车时,维达尔必须通过氧气管呼吸。这方面的国际规定非常严格,目的是避免高海拔导致驾驶员失去意识。

下山时,维达尔每隔一段时间就进行一次无线电呼叫,以确定我们的位置。周围的山坡全是红色,而且贫瘠多石。

也正是出于这个原因,美国宇航局(nasa)经常在这里模拟火星环境,测试各项航天任务。

在海拔5000多米的高原(大致是珠峰大本营的高度),作者劳舍尔吸着氧气,以避免出现高原反应。

运营支持中心设在海拔2700多米的地方,alma工作人员把这里称为他们的“家”:总共有600位科学家轮流在这里工作,还有来自20多个国家的工程师和技术员。

他们面临的是极端工作条件:一个礼拜不见家人朋友,还要承受高海拔带来的短期和长期健康风险,包括中风和肺水肿。

所以,医务人员会定期监测所有工作人员,应急氧气设备和高压氧舱也都随时待命。

需要放松时,大家会锻炼身体或是看电影,只不过,某些科幻电影是不大受欢迎的。

“有时候,我们也需要从这里抽离一会儿。”福勒特说。

在这里,酒精摄入是严格禁止的——哪怕只是喝一点点,高原反应就可能大大加重。

alma运营支持中心鸟瞰图。

alma团队的密切合作对天文台的存续至关重要。

探测宇宙无线电信号,包括从黑洞发出的信号,需要团队不断合作,他们必须如强迫症般地校准、维护并修复仪器,从而将不必要的杂音抵挡在外。

不久,alma和参与eht项目的其他望远镜就会瞄准银河系中心,调谐到黑洞狭窄的射频频带。

alma收集的数据将异常庞大,无法进行在线传输。

办法只能是借助“人力网络”——将其载入物理硬盘,再装上波音747飞机,直飞麻省理工学院。

今年晚些时候,alma的数据将与其他望远镜匹配,届时,在吸积盘的发光气体背景下,射手座a*也许会露出它的真面目。

杜尔曼说,其实,“我们不知道会看到什么。有时候,自然是很残酷的。你看到的也许毫无亮点。但我们并没有寄情于一个结果——我们要看的是自然的本来面目。”

翻译:雁行

来源:motherboard

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