是已知宇宙中最迷人的天體之一。但儘管事實上它們被懷疑潛伏在大多數星系的中心,但現實是沒有人能夠真正拍攝它們。
這是因為黑洞,顧名思義,非常非常暗。它們是如此巨大,以至於它們不可逆轉地消耗了穿過其事件視界的所有東西,包括光,使它們無法拍照。但隨著今年四月新的望遠鏡網路投入使用,這種情況可能即將改變。
這個新設備被稱為事件視界望遠鏡,由遍布全球的無線電接收器網路組成,包括南極、美國、智利和法國阿爾卑斯山。
該網絡將於4月5日至14日開通,結果將驗證愛因斯坦的理論以前所未有的步伐。
事件視界望遠鏡的工作原理是使用一種稱為超長基線干涉測量 (VLBI),這意味著接收器網路將集中於空間中特定物體同時發射的無線電波。
對於,他們將專注於波長為 1.3 毫米(230 GHz)的無線電波,這使他們有最好的機會穿透阻擋黑洞的氣體和塵埃雲。
由於有如此多的天線都調諧在一個點上,因此望遠鏡的分辨率應為 50微角秒。換個角度來看,這相當於能夠在表面上看到一個柚子。
這很重要,因為第一個目標將是我們銀河系中心的巨大黑洞,稱為人馬座 A*,它實際上只有夜空中一個針孔大小。
我們從未直接觀察過射手座A*,但研究人員知道它的存在是因為它影響附近恆星軌道的方式。
根據這些恆星的行為,研究人員預測黑洞的質量可能是太陽的 400 萬倍,但事件視界直徑僅2000萬公里(1240萬英里)左右。
由於距離地球約 26,000 光年,它是一個相當小的目標。
但事件視界望遠鏡的目標是觀察黑洞周圍的直接環境,它應該能夠獲得足夠的解析度來觀察黑洞本身。
哈佛史密森天文物理中心的項目負責人謝珀德·多爾曼(Sheperd Doeleman)表示:“這令人非常興奮。”本週在 BBC 上告訴喬納森·阿莫斯。
“四月,我們將進行觀測,我們認為這是第一次真正有機會將黑洞的事件視界帶入焦點。”
那麼,如果該專案成功,我們可以期待什麼呢?
研究人員預測黑洞看起來就像黑暗斑點周圍的明亮光環。
光是由氣體和塵埃粒子發出的,這些粒子在被黑洞撕裂和消耗之前被加速到高速。黑色的斑點就是那片混亂之上投射的陰影。
但如果愛因斯坦是對的,我們應該會看到更多的新月光而不是光環——因為戲劇性的多普勒效應應該會使向地球移動的物質看起來更亮。
「希望它看起來像一個新月,而不是一個戒指,」團隊成員 Feryal Özel 說。去年在記者會上說。“環的其餘部分也會發光,但你會明亮地拾取的是新月形。”
如果團隊能夠測量黑洞投射的黑暗陰影,那將是巨大的,因為廣義相對論根據黑洞應彎曲時空的程度,對黑洞的大小做出了一些非常具體的預測。
“我們確切地知道廣義相對論對這個尺寸的預測,”說特別。 “到達黑洞的邊緣,你可以進行的廣義相對論測試在質量和數量上都是不同的。”
如果我們看到其他東西會發生什麼?多爾曼告訴阿莫斯,這絕對是一種可能性,而且它將撼動我們所知的物理學世界。
「正如我之前所說,與愛因斯坦打賭從來都不是一個好主意,但如果我們確實看到了與我們預期非常不同的東西,我們將不得不重新評估引力理論,」他說。
“我不認為這種情況會發生,但任何事情都可能發生,這就是它的美妙之處。”
考慮到研究人員需要處理的所有數據,我們預計要到今年年底,甚至 2018 年初才能獲得第一張黑洞圖像。 。
但當第一批照片出現時,這對人類來說將是一個非常令人興奮的時刻。
“有一件事情幾乎可以像飛越冥王星一樣讓公眾興奮,那就是一張近距離的私人黑洞照片,”奧澤爾說在美國天文學會第227次會議去年。