望向黑洞:人類首次直接觀測銀河中心黑洞
www.fjnet.cn?2012-11-29 16:18? ?來源:環(huán)球網(wǎng) 我來說兩句
Doeleman的身材修長,有著跑步者的身形。他大步跑出房間,然后沖下樓梯,跑進(jìn)了安裝著記錄器的房間。幾分鐘后,大口喘著氣的他又回到控制室,坐在自己的電腦前敲入了一串指令,嘟囔著一些我聽不懂的高科技詞匯。結(jié)果讓人舒了一口氣—記錄器顯示,它已經(jīng)進(jìn)入工作狀態(tài)了。 3個(gè)陣列僅僅是一個(gè)開始。從2007年起,Doeleman和他的同事們就開始操作同樣的射電望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)他們把陣列指向銀河系的中心,觀察“視界規(guī)模結(jié)構(gòu)”的時(shí)候,一個(gè)模糊未知的天體在顯示器上出現(xiàn)了,它的大小與之前預(yù)計(jì)的人馬座A*的尺寸相吻合—一個(gè)質(zhì)量為太陽400萬倍、位于銀河系中心的黑洞。此后,在同事的鼓舞下,Doeleman認(rèn)為,觀測銀河系中心更深的位置,深到足夠讓他們拍到一張人馬座A*邊緣的照片,并非像聽起來那樣不可能。每年探測器的越靈敏都在提高,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的成本也從未像今天這么便宜。如果能夠把合適的望遠(yuǎn)鏡放入他的系統(tǒng)里,那么拍到一張人馬座A*的照片就會(huì)如Doeleman所說的,“完全可行?!?/p> 在未來幾年里,Doeleman和他的合作伙伴們會(huì)將幾十臺(tái)全世界最先進(jìn)的射電天文望遠(yuǎn)鏡集合到一起,打造“人類歷史上最大的望遠(yuǎn)鏡”—虛擬碟形天線的尺寸與地球相仿,分辨率為哈勃望遠(yuǎn)鏡的2000倍。不過今晚操作視界望遠(yuǎn)鏡的天文學(xué)家們有只有一個(gè)小目標(biāo):收集盡可能多的人馬座A*的光線并研究其極性,以了解黑洞的磁場。如果一切正常的話,天文學(xué)家最終可以通過全尺寸視界望遠(yuǎn)鏡—其分辨率高到足以讓人們看到4800千米以外一塊石英表上的日期—看到一個(gè)天體的輪廓。至于它本身,那是無法看到的。 在愛因斯坦1915年發(fā)表了廣義相對論后,物理學(xué)家們立即開始試圖用他的方程式去解釋宇宙的真實(shí)運(yùn)行方式,德國天體物理學(xué)家Karl Schwarzschild就是其中之一。第一次世界大戰(zhàn)時(shí),在戰(zhàn)壕里工作的他找到了一種方法來計(jì)算在一個(gè)理想正圓形天體周圍的空間-時(shí)間曲率。他寫信告訴愛因斯坦自己的算法。1916年1月,在柏林舉行的一個(gè)研討會(huì)上,愛因斯坦代他發(fā)表了這一算法。4個(gè)月之后,Schwarzschild在東部戰(zhàn)線因病去世。 愛因斯坦被Schwarzschild的算法所深深吸引,但是他反對其中的一個(gè)猜想—一個(gè)密度足夠大的恒星會(huì)因自己的引力塌陷而形成一個(gè)體積無限小、密度無限大的質(zhì)點(diǎn)。愛因斯坦認(rèn)為,Schwarzschild忽略了一些會(huì)阻礙這種內(nèi)爆的因素。當(dāng)時(shí),很多杰出的科學(xué)家都贊同愛因斯坦的說法。黑洞,正如它的名字一樣,違反了太多我們所認(rèn)知的宇宙運(yùn)行規(guī)則。加州理工學(xué)院的理論物理學(xué)家Kip Thorne認(rèn)為它是“20世紀(jì)一個(gè)廣泛流傳、幾乎家喻戶曉的理論障礙”。 然而在之后的幾十年里,科學(xué)家們逐漸認(rèn)識(shí)到,Schwarzschild的觀點(diǎn)是正確的。1939年,物理學(xué)家Robert Oppenheimer(他后來曾領(lǐng)導(dǎo)曼哈頓計(jì)劃)在研究廣義相對論20多年以后,在Schwarzschild研究的基礎(chǔ)上建立了一個(gè)極有說服力的例證:某些恒星在耗盡了自己的原子核燃料之后,會(huì)因自身的重力而塌陷。上世紀(jì)50年代,美國和前蘇聯(lián)科學(xué)家在利用計(jì)算機(jī)模擬氫彈爆炸時(shí),分別獨(dú)立用最復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式證明了:當(dāng)一顆質(zhì)量足夠大的恒星死亡時(shí),內(nèi)爆是不可避免的。 上世紀(jì)60年代,當(dāng)天文學(xué)家們查找關(guān)鍵證據(jù)的時(shí)候,他們發(fā)現(xiàn)黑洞不只是一個(gè)數(shù)學(xué)概念,而是真實(shí)存在的。例如,除了巨大的黑洞,其他任何物質(zhì)都不能使類星體發(fā)光。其中的某些類星體位于可觀測的宇宙邊緣,正是這些類星體構(gòu)照亮了成百上千的星系。上世紀(jì)90年代,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),位于銀河系中心附近的星體正以每小時(shí)幾百萬千米的速度在軌道上運(yùn)行,而這種現(xiàn)象只有在它們繞黑洞運(yùn)行時(shí)才可能發(fā)生。 |
- 責(zé)任編輯:林晨
- 打印
- 收藏
- 發(fā)給好友
- 【字號(hào) 大 中 小】
- 心情版
- 請選擇您看到這篇新聞時(shí)的心情
- 查看心情排行>>
- [ 11-29]科學(xué)家發(fā)現(xiàn)已知質(zhì)量最大黑洞 為太陽170億倍
- [ 11-12]銀河系中心黑洞爆發(fā)最明亮耀斑
- [ 11-02]韓企業(yè)投資陷總統(tǒng)選舉“黑洞”
- [ 10-31]科學(xué)家確認(rèn)質(zhì)量最低的超大質(zhì)量黑洞之一
- [ 10-21]科學(xué)家設(shè)想利用“霍金輻射”從黑洞中制取激光
- [ 10-15]IMF和世行年會(huì)閉幕 應(yīng)對全球增長黑洞成共識(shí)
- [ 10-06]美國發(fā)現(xiàn)迄今距銀河系中心黑洞最近的恒星