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就在这里:第一次接近黑洞

这张由视界望远镜项目拍摄的图像显示了M87星系中心超大质量黑洞的视界。EHT Collaboration)

你正在看一张全新的,有史以来第一张黑洞的特写照片。这张位于处女座A星系中心的黑洞M87的照片是国际上对奇点进行了长达2年的放大研究的结果。它首次揭示了黑洞事件视界的轮廓,即没有光或物质逃逸的点。

M87距离我们5300万光年,位于遥远星系的中心深处,被尘埃、气体和其他物质云所包围,所以没有可见光望远镜能透过这些 ... 看到黑洞。它不是最近的黑洞,甚至不是最近的超大质量黑洞。但它是如此巨大(相当于我们整个太阳系的宽度,是太阳质量的65亿倍),是地球天空中出现的两个最大的行星之一。(另一个是位于银河系中心的人马座A。)为了拍摄这张照片,天文学家们将世界各地的射电望远镜联网,将M87放大到前所未有的分辨率。他们称这个组合网络为视界望远镜。

这个名字很合适,因为这张图片不是黑洞本身。黑洞发射不出辐射,或者至少不足以用现有望远镜探测到。但在它们的边缘,就在奇点的引力变得太强,甚至连光都无法逃逸之前,黑洞将物质加速到极限速度。那物质,就在落下地平线之前,以高速摩擦自己,产生能量并发光。视界望远镜探测到的无线电波就是这个过程的一部分。Sheperd Doeleman说:“关于黑洞的9个事实会让你的头脑受到打击”KDSPE“KDSPs”这个图像在超大型黑洞和明亮星系之间形成了清晰的联系。一位哈佛天体物理学家和国家科学基金会新闻发布会上的事件地平线望远镜的主任。“KDSPE”“KDSPs”证实了像室女座A(和银河系)这样的大星系是由超大质量黑洞保持在一起的,Doeleman说,“KDSPE”“KDSPs”天文学家知道黑洞被发光物质包围。但这张图片仍然回答了一个关于黑洞和我们宇宙结构的关键问题。我们现在肯定地知道,爱因斯坦的相对论即使在黑洞的边缘也能成立,一些研究人员怀疑它会在那里崩溃。图像中可见视界的形状是一个圆,正如相对论所预言的那样,因此它证实了相对论即使在宇宙中最极端的环境中也仍然起着支配作用。

“你可能看到过一个团块,我们也看到过团块。我们本可以看到一些意想不到的东西,但我们没有看到一些意想不到的东西,“多勒曼说,”相反,项目揭示的

与爱因斯坦的理论一样纯粹和“真实”,他说。

这对物理学来说是好消息和坏消息。这是个好消息,因为这意味着研究人员不必重写教科书。但是它留下了一个关键问题没有解决:广义相对论(它控制着非常大的东西,比如恒星和引力)一直延伸到黑洞的边缘。量子力学(描述非常小的事物)在几个关键方面与广义相对论不相容。但在这张图片中还没有回答任何关于两者如何相交的问题。如果广义相对论在这个极端的地方崩溃了,科学家们可能已经找到了一些统一的答案。

数据可能会继续从望远镜网络滚进来,望远镜网络也在观测银河系中心更近(但更小)的超大质量黑洞。

Sera Markoff,阿姆斯特丹大学的一位天体物理学家说,虽然合作还没有提供黑洞如何产生巨大喷流的具体细节。但她说,对产生剧烈喷流的M87黑洞的进一步观察应该有助于回答那些问题。她说,视界望远镜项目将随着时间的推移继续增加望远镜,并随着时间的推移提高分辨率,使其能够回答更多的问题。具体地说,她说,她希望成像黑洞最终能将量子物理和引力联系起来。

连接起来,滑铁卢大学的物理学家和该项目的合作者艾弗里·布罗德里克说,最终可能会让物理学家“取代”爱因斯坦。

但目前为止,享受这第一次对一个完全不可知的空间边缘的一瞥吧。

物理学中最大的未解之谜宇宙中12个最奇怪的物体史蒂芬霍金关于黑洞最遥远的想法

最初发表在《生活科学》上

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