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愛因斯坦的影子探索如何拍攝黑洞

導讀 現(xiàn)在,一群來自世界各地研究機構的天文學家可能正驚訝地盯著第一張黑洞陰影的照片。為了創(chuàng)建這樣的圖像,科學家們進行了大量的科學合作,整

現(xiàn)在,一群來自世界各地研究機構的天文學家可能正驚訝地盯著第一張黑洞陰影的照片。為了創(chuàng)建這樣的圖像,科學家們進行了大量的科學合作,整合了從南極洲到夏威夷到智利阿塔卡馬沙漠的八個天文臺的望遠鏡收集的數(shù)據(jù)。在愛因斯坦的陰影下,記者塞斯弗萊徹提供了一個扭曲的故事,講述了這個項目的開始以及它是如何發(fā)展成為一項世界性的努力的。

哈佛-史密森納天體物理中心EHT主任謝普多勒曼在書中說,這個名為“EHT”的項目是“人類歷史上最大的望遠鏡”。EHT通過一種叫做“甚長基線干涉測量”的技術統(tǒng)一了遠程射電望遠鏡。這項技術通過一種稱為“干涉”的過程,將每個望遠鏡觀察到的光波結合起來,以確定光束是如何疊加的。利用這項技術,EHT的分辨率相當于在月球上摘甜甜圈。這種極端的能力正是捕捉EHT的主要目標所需要的:銀河系中心的巨大黑洞。

EHT在2006年獲得了它的第一個數(shù)據(jù),但是它沒有產生黑洞的圖像。在增加更多的望遠鏡和改進這一技術后,2017年4月,EHT獲得了旨在捕捉銀河系中心黑洞輪廓的數(shù)據(jù)(SN Online: 4/5/17)。這些數(shù)據(jù)仍在分析中。

沒有人直接見過黑洞,所以科學家們還在爭論黑洞是什么樣的。一個叫做事件視界的邊界被認為存在于每個黑洞的邊緣。這個邊界是EHT試圖想象的,任何東西都逃不出這個邊界。

在地平線附近,物理學變得完全陌生,空間和時間被黑洞的巨大質量扭曲。在那里,愛因斯坦描述引力的廣義相對論與量子力學——的小尺度物理理論——相沖突??茖W家們仍然不確定如何調和這兩種理論(見第23頁),但黑洞邊界的圖像可能會提供線索。

多虧了弗萊徹的描述,愛因斯坦的影子給了人們拍攝黑洞所需的感覺。合作社的領導們正在就權力和責任進行無休止的爭論。由于觀察中的技術困難而失敗。天文學家咬指甲,因為復雜的儀器被推上崎嶇的山路。

書中詳細解釋了望遠鏡的升級和故障。天文學家可能喜歡這些段落,但其他人可能會覺得有點無聊。然而,這種感覺可能會讓讀者有時從天文學家的角度慢慢思考——科學。

在團隊宣布結果之前,我們不知道EHT看到了什么。根據(jù)多勒曼的說法,這應該會在明年年初發(fā)生。如果EHT最終發(fā)現(xiàn)了一個黑洞的肖像,啟動這個項目所必需的骯臟和無聊的工作可能會被媒體報道所掩蓋。愛因斯坦的影子揭示了一些科學過程,比如銀河系的巨型黑洞,它們通常被留在黑暗中。這個過程值得曝光。

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