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凝视神秘的黑暗,事件视界望远镜(EHT)公布史上首张黑洞影像

图/unsplash

电影星际效应(Interstellar)里曾出现过由Kip Stephen Thorne亲自参与理论计算模拟出来的黑洞场景,黑洞弯曲周遭光线而造成的剪影,曾是许多天文学家的梦想。以往人类只能凭理论及想像绘制黑洞面貌,直到昨晚(4月10日),中央研究院廖俊智院长,偕同天文及天文物理研究所的科学家浅田圭一和中村雅德,与布鲁塞尔、圣地牙哥、上海、东京和华盛顿特区等五地同步举行记者会,发布令人兴奋的消息:由事件视界望远镜(Event Horizon Telescope,EHT)提供的黑洞观测照片将曝光。此一照片不仅支持科学家爱因斯坦提出的广义相对论,也象征台湾和全世界顶尖科学家联手,树立人类历史的重要里程碑。

「事件视界望远镜(EHT)」计画,观测黑洞的三大意义

在寒冷的北极格陵兰冰原上,立著一座口径十二公尺的望远镜。这座由中研院天文所主导的北极圈天文观测站「格陵兰望远镜」,在去年四月正式加入「事件视界望远镜(EHT)」计画,一同探索宇宙奥秘的起点。此计画目标是透过全球各地众多电波望远镜相连,形成高影像分辨率的全球阵列,观测星系中的超大质量黑洞,并进一步验证爱因斯坦的广义相对论。浅田指出,此次观测结果有三大意义,一是揭开黑洞的神祕面纱,二是探索极限条件下重力理论的新工具,三是成为研究黑洞相关天文物理的先锋。此为史上第一张超大质量黑洞影像。全球八个参与此计画的观测站中,中研院天文所参与三个观测站,并负责其中四个望远镜的建设与运转。廖俊智院长希望透过此次记者会,告诉国人,台湾在世界重要的科学研究之中,占有一席之地。

8座望远镜合力观测,一窥黑洞的神秘样貌

本次公布的黑洞影像(图/中央研究院网站)

本次公布的影像显示了一个位于M87星系中心的黑洞 ,M87星系黑洞与地球相距5500万光年,质量为太阳的65亿倍。中研院天文所副研究员浅田圭一指出,观测到的黑洞结构宛如新月,中央则是黑暗的。黑洞是宇宙中极度压缩的物体,在极小区域内含有极大质量,其重力场大到连光都难以逃离,如果黑洞可以吸附一切光源,那是如何拍下黑洞的呢?

中研院表示,黑洞的本体的确看不到,但质量、重力场极大的它会对周围产生很多的影响,因此照片并非黑洞本体,而是黑洞阴影的成像。黑洞除了弯曲黑洞周围星体的光线,还会使时空变形并加热周围物质而发光。爱因斯坦提出的广义相对论预测,这种高热物质将「照亮」周遭时空强烈扭曲的区域─导致「暗影」出现。

此照由8座望远镜的特长基线干涉技术观测,收集波长1.3毫米的电波讯号,每座望远镜每日产生350TB数据,再送至高度特制化超级电脑计算处理而成。黑洞的观测,不只确立了爱因斯坦提出的广义相对论,更开启了黑洞物理的新方向。未来人类将运用科技,一一揭开黑洞神秘面纱。

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