如果你用谷歌圖片搜尋“黑洞”,你將沉浸在令人難以置信的美麗、令人震驚和令人敬畏的圖像中,這些圖像只會暗示這些深不可測的漫畫巨人的偉大。
但可悲的事實是它們都只是漂亮的圖片代表我們對本質的最佳假設,因為即使是光本身一旦落入事件視界也無法逃逸。 再加上黑洞距離地球極其遙遠,我們幾乎完全看不見它們。
幸運的是,物理學家不會因為缺少一些光子而放棄——麻省理工學院和哈佛大學的一個團隊開發了一種新演算法,可以幫助他們產生第一個實際的光子圖像。。
「黑洞非常非常遙遠,而且非常緊湊,」麻省理工學院首席研究員兼研究生凱蒂·布曼 (Katie Bouman) 說道。解釋。 「[拍攝銀河系中心黑洞的照片]相當於在上面拍攝柚子的照片,但是用射電望遠鏡。
“要拍攝這麼小的物體,意味著我們需要一台直徑為 10,000 公里的望遠鏡,這是不切實際的,因為地球的直徑還不到 13,000 公里。”
請花一點時間來理解這一點。
B 計畫是一種演算法,本質上是將來自全球各地的電波望遠鏡收集的資料拼接在一起,以創建黑洞的連貫影像 - 該專案稱為「事件視界望遠鏡」。
為什麼是電波望遠鏡? 好吧,我們知道黑洞不會像恆星和小行星那樣發出可見光,但我們可以使用無線電波訊號來了解黑洞的樣子,而這些訊號還有一個額外的好處,那就是不會變得混亂太空塵埃中。
“無線電波長有很多優點,”布曼說。 “就像無線電頻率穿過牆壁一樣,它們會穿透銀河塵埃。我們永遠無法以可見波長看到銀河系中心,因為中間有太多東西。”
使用射電望遠鏡的缺點是,因為它們的波長很長,所以需要巨大的天線盤,正如拉里·哈迪斯蒂(Larry Hardesty)為麻省理工學院新聞所解釋的那樣:
“世界上最大的單一射電望遠鏡直徑為 1,000 英尺(304 公尺),但它產生的月球圖像,例如,會比透過普通後院光學望遠鏡看到的圖像更模糊。”
我們不會建造一個地球大小的電波望遠鏡來觀測黑洞,而是將地球本身變成一個巨大的電波望遠鏡,將盡可能多的電波望遠鏡連接起來,然後用很多非常聰明的數學。 科學,ILU。
到目前為止,布曼和她的團隊已經從世界各地獲得了六個天文台簽署了事件視界望遠鏡項目,他們預計在未來幾週內得到更多天文台的確認。
該計劃是讓這些望遠鏡瞄準銀河系中心的黑洞(稱為人馬座 A),過濾掉盡可能多的「噪音」。 利用他們收集的數據,布曼和她的團隊將開始建構黑洞的第一個直接圖像。
同時,布曼的新演算法,稱為 CHIRP(使用補丁先驗的連續高分辨率圖像重建),將應用於跨望遠鏡共享的數據,在望遠鏡無法訪問的地方做出明智的“猜測” 。
它所使用的技術與物理學家用來探測銀河系及其他星系中黑洞的技術相同。
「今天為了探測黑洞,電腦驅動的天文台會掃描並記錄黑洞吞噬恆星等離子體時發出的亮點,」莎拉·克萊默 (Sarah Kramer) 為 Tech Insider 解釋。
“新模型將利用有關已知黑洞的數據來識別神秘物體中的常見模式。然後軟體將‘學習’這些模式並使用它們來預測我們使用射電望遠鏡無法看到的區域中會出現什麼。”
該團隊預計將於 6 月 27 日在拉斯維加斯舉行的電腦視覺和模式識別會議上展示他們的計劃。 從那時起,其他研究人員將有機會仔細研究他們的計算並弄清楚這一切是否合理,如果他們的假設正確,我們可能會在明年某個時候看到第一張黑洞的直接圖像。
我們真的等不及了。