汪詰
汪詰雜談
從這期的雜談開始,科友們不僅能聽,還能看了!點擊下方的視頻吧,你接收到的信息將比音頻多上好幾倍,而且更加直觀、易懂??赐曛笥惺裁锤邢耄浀昧粞愿嬖V我哈
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今年從 3 月到 4 月其實科學(xué)界的大新聞很多,小編給我整理的資料已經(jīng)鋪滿我的桌面了,我就是實在雜事太多,來不及講。不過今天再忙,我也要放下手頭的一切事情,趕緊把這個事情給大家通報一下。
昨天晚上我刷推特,準(zhǔn)確消息來了,不出意外的話,2019 年的十大科學(xué)新聞之首非他莫屬??赡苣銈儾碌搅耍?/span>
北京時間 2019 年 4 月 10 日 21 點整,比利時的布魯塞爾,人類歷史上首張黑洞的真實照片將被公布。
如果說 2015 年的引力波,我們聽見了黑洞,這次,我們“看到”了它。這肯定是今年最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一,很可能不需要“之一”??茖W(xué)有故事將第一時間為你帶來詳細(xì)的報道。
有些人可能奇怪,黑洞不是連光線都跑不出來嗎?那我們怎么可能看到黑洞呢?你別急,讓我給你簡單講一下這件事情的來龍去脈。
這個計劃始于 2015 年 4 月,當(dāng)時,有來自全球 30 多個研究所的科學(xué)家們一起參與,這項計劃絕對可以用雄心勃勃來形容。他們打算利用分布在全球不同地區(qū)的 8 個射電望遠(yuǎn)鏡,組成了一個射電望遠(yuǎn)鏡陣列,這個虛擬的巨大望遠(yuǎn)鏡,理論上相當(dāng)于一個有效口徑有地球直徑那么大的望遠(yuǎn)鏡。這個虛擬的望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)就是這幾天大熱的“事件視界望遠(yuǎn)鏡(Event Horizon Telescope,EHT)”。
講到這里,你可能注意到一個很關(guān)鍵的點,對,這次拍照的不是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,而是射電望遠(yuǎn)鏡。換句話,這次給黑洞拍照用的不是可見光波段,而是非可見光波段。為什么呢?因為拍攝的對象是位于銀河系中心的那個巨大黑洞,而我們與銀心其實隔著無數(shù)的宇宙塵埃云,可見光根本穿不過來,想看也是看不到的,因此只能靠能夠穿過塵埃的毫米波來觀測。所以,這張照片出來以后,并不是傳統(tǒng)的光學(xué)相機能夠拍出來的影像,也就是說哪怕我們真的能飛到黑洞的附近,我們用肉眼也是看不到照片中的樣子的。
有些人可能會感到點失望,我覺得你失望還是你的偏見造成的,實際上非可見光波段成的像也是極為真實的,舉個例子你就明白了:它就像是在醫(yī)院里做出來的X光片或者 CT、B 超成的像,這些像就是真實的影像。因此在不可見光波段成的像也是真實的黑洞形象,如假包換,一點都不用感到失望。而實際上,我們平時在網(wǎng)上看到的那些漂亮的星系、星云的照片,有很多都是把不可見光經(jīng)過一定的規(guī)則轉(zhuǎn)換成的像,其實我們早就對這種非肉眼可見的天文照片習(xí)以為常了。
有些人可能不理解,怎么能把分布在全球不同地方的射電望遠(yuǎn)鏡組合成一個望遠(yuǎn)鏡呢?我給你舉個例子你就馬上理解了。你找很多小伙伴,每個人手里拿一面小鏡子,然后,你們分散開,用鏡子把反射太陽光的那個光斑匯聚到一點上。這時候,所有的鏡子其實就是組成了一個巨大的拋物面,只不過不是一個完整的拋物面而已。射電望遠(yuǎn)鏡陣列的基本原理就是這樣,說出來也沒什么稀奇的。只要協(xié)調(diào)好時間,調(diào)整好每一架望遠(yuǎn)鏡的接收角度,把收到的數(shù)據(jù)最后匯總起來即可。
這次參與計劃的 8 架射電望遠(yuǎn)鏡分別位于南極、智利、墨西哥、美國亞利桑那州、夏威夷和西班牙,差不多就是相當(dāng)于地球直徑那么大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡了。
另外,你還需要知道,黑洞本身不發(fā)光也不發(fā)射任何無線電波。我們能看到的其實是黑洞周圍的東西,比如吸積盤和噴流。在電影星際穿越中的那個黑洞叫卡岡圖雅,實際上就是模擬黑洞周圍的吸積盤的形象。
那這次 EHT 拍攝出來的照片會不會是這個樣子呢?很可能不會。為什么?因為電影中的黑洞為了視覺效果,假設(shè)了很多理想的情況。但銀心中心的那個黑洞恐怕沒有那么東西可以吃到,所以不太可能呈現(xiàn)卡岡圖雅的那個完美形象。
在油管上,已經(jīng)有科學(xué)家為我們描述了這張圖像可能的樣子:
在這張圖上,因為黑洞轉(zhuǎn)動的多普勒效應(yīng),光子圓環(huán)一側(cè)較亮,另外一側(cè)較暗。但這畢竟是猜測,我在推特上看到EHT的某位科學(xué)家稍稍劇透了一點,他說照片的最終效果比我們預(yù)期的更加震撼。到底這張人類歷史上首張黑洞的真實照片會是什么樣呢?請您跟我一起耐心等待北京時間 2019 年 4 月 10 日晚 21 點。我會用最快的速度第一時間把發(fā)布會的情況通過微信公號圖文加視頻的方式推送出來。請您關(guān)注科學(xué)聲音或者科學(xué)有故事的微信公號,一起見證人類科學(xué)史上的又一次極為重要的大事件。
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另外,我強烈建議您收聽或者收看我的付費節(jié)目《真假世界未解之謎》,里面有 3 集專門講黑洞的,如果你看過,了解了黑洞的前世今生,再去了解 4 月 10 日的大新聞,會有更加愉快的體驗。關(guān)于黑洞的這 3 期節(jié)目在《真假世界未解之謎》第二季中。
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