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
現(xiàn)在,大部分物理學(xué)家已經(jīng)接受了黑洞—一個重力無限大、擁有無限密度、時(shí)間凝固、光在其中被捕獲的區(qū)域—的存在。黑洞可以分為兩類:一類是質(zhì)量與恒星相仿的黑洞,在星體坍縮后形成;另一類是質(zhì)量巨大的黑洞,科學(xué)家認(rèn)為這種黑洞存在于所有星系的中心。在每個黑洞的中心都有一個奇點(diǎn),在那里所有已知的物理法則都不發(fā)揮作用。每個黑洞都有一個被稱作“事件視界”的邊緣,黑洞會從那里不斷向宇宙的其他地方擴(kuò)散。正如Doeleman所說,“事件視界”是“一層時(shí)間與空間的薄膜,使某些地方和我們所處的世界有原因地區(qū)分開來”。這扇出入宇宙的大門有著嚴(yán)格的規(guī)則—任何進(jìn)入的物體都不能重新返回。 事實(shí)上,從來沒有人觀察過“事件視界”,但它應(yīng)該是可以看到的。理論物理學(xué)家預(yù)測,黑洞周圍的時(shí)間空間的極度扭曲將會創(chuàng)造一個被閃耀光圈包圍著的黑色圓形陰影。事件視界望遠(yuǎn)鏡的終極目標(biāo)就是捕捉到一張來自那個陰影的圖像。 假如這個項(xiàng)目取得成功,人們就能知道在黑洞的邊緣,即宇宙最極端的環(huán)境下,廣義相對論將會怎樣被證實(shí)。這也會為一直只是被假設(shè)存在、而從未被證實(shí)的黑洞的存在提供確鑿的證據(jù)。“現(xiàn)在我們只能假設(shè),”加拿大滑鐵盧大學(xué)的理論物理學(xué)家、EHT項(xiàng)目的合作者Avery Broderick說。“但是只有假設(shè)注定無法令人信服。除非你能在針尖上找到一個正在跳舞的天使,否則就沒有立足點(diǎn)去追究在針尖上到底有多少天使在跳舞。” 在距離莫納克亞火山240000萬億千米以外的地方,人馬座A*正在向宇宙發(fā)射輻射。曾經(jīng)屬于星云和恒心的電子和離子以接近光速的速度繞黑洞運(yùn)行,它們每24分鐘繞周長為2.3億千米的圓周轉(zhuǎn)一圈,同時(shí)發(fā)出跨越電磁波譜的輻射。一小部分在2萬6千年前發(fā)射出的輻射將于今晚到達(dá)地球,而其中更小的一部分甚至?xí)德湓谀{克亞的山頂,擊打在射電望遠(yuǎn)鏡天線的收集盤上。 如果一切正常的話,收集盤會把射電波導(dǎo)入氦制冷收集器里。在那里,射電波會通過地下光纜被傳送至控制室。這些信號將會被一臺空調(diào)大小、價(jià)值30萬美金、每千萬年只會誤差1秒的原子鐘標(biāo)上時(shí)間、放大并數(shù)字化。隨后,這些信號將會被記錄在一個容量為8TB的硬盤里并運(yùn)送至EHT的“透鏡”—一臺由超級電腦推動的相關(guān)器,它位于麻省理工學(xué)院設(shè)在波士頓郊區(qū)的Haystack研究所。 在Haystack,一名技術(shù)員會從參與觀測的3個站點(diǎn)提取數(shù)據(jù):位于夏威夷的亞毫米波陣列天文臺和James Clerk Maxwell望遠(yuǎn)鏡,位于加利福尼亞州的毫米波聯(lián)合陣列天文站(CARMA),以及設(shè)在亞利桑那州的亞毫米波天文望遠(yuǎn)鏡(SMTO)。同時(shí),科學(xué)家會試圖從其他噪音中分辨出有價(jià)值的信號。盡管溫度已經(jīng)被降至僅比絕對零度高4攝氏度,望遠(yuǎn)鏡接收器仍然會產(chǎn)生相當(dāng)于宇宙信號強(qiáng)度10萬倍的噪音?!霸谠胍舻捻敳坑幸恍〔糠质切盘枴艘稽c(diǎn)時(shí)間的差異和頻率的改變—這在不同的觀測站是幾乎一樣的,”負(fù)責(zé)EHT項(xiàng)目儀器的天文學(xué)家、電子工程師Jonathan Weintroub說,“不同觀測站的信號相同是因?yàn)槠鋪碓词窍嗤??!?/p> 為了獲得最高的清晰度,所有的工作要在每個站點(diǎn)正確地進(jìn)行。在亞毫米波陣列天文臺那里,一切正常。剛過晚上7點(diǎn),在經(jīng)過徹底的軟件檢查后,天線指向天空,記錄器開始工作,長達(dá)12小時(shí)的觀測工作開始了。一個裝滿零食的旅行袋在各處傳遞著。我坐在Ryan Howie—一位自從2007年第一次觀測活動就在這里工作的20歲出頭的望遠(yuǎn)鏡操作員—身邊,詢問他今晚的準(zhǔn)備是否很混亂。“完全沒有,”他說,“其實(shí)這比前幾次的運(yùn)行要順暢多了?!?/p> |
- 責(zé)任編輯:林晨
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