世界各地的科学家们花了五个不眠之夜凝视着深渊,希望他们能得到一些可以永远改变物理学的东西——第一张事件视界边缘的照片。。
如果他们的努力成功,我们可能就真正接近看到难以捉摸的黑洞的边缘,使我们能够了解黑洞的基本原理在一些相当极端的条件下保持牢固。 如果爱因斯坦还活着,我们确信他现在会兴奋得抓狂。
坏消息是,我们还需要等待很长时间才能知道全球望远镜网络是否能够捕捉到这张图像。
世界各地的天文学家现在已经结束了对两个黑洞的五个晚上的观测,并且需要得到1,024 个硬盘来自麻省理工学院海斯塔克事件视界望远镜处理中心和德国波恩马克斯·普朗克射电天文学研究所的数据,以便他们可以开始研究它们。
更大的挑战是,位于南极望远镜的硬盘要到 10 月底冬末才能运出,所以要到今年晚些时候,甚至 2018 年初,直到我们得到了一些答案。
但其中一位参与其中的天文学家,来自荷兰拉德堡德大学的海诺·法尔克 (Heino Falcke),告诉国家地理即使没有看到数据,对黑洞的任何有形观察最终也会将它们从“神话般的物体变成我们可以研究的具体物体”。
“即使第一批图像仍然蹩脚和褪色,我们已经可以在黑洞的极端环境中首次测试爱因斯坦引力理论的一些基本预测,”法尔克告诉罗恩·考恩。
黑洞是已知宇宙中最迷人、最难以捉摸的天体之一。 但尽管事实上它们被怀疑潜伏在大多数星系的中心,但没有人能够真正拍摄到它们。
这是因为,顾名思义,黑洞非常非常暗。 它们是如此巨大,以至于它们不可逆转地消耗了穿过其事件视界的所有东西,包括光,使它们无法拍照即使使用最强大的望远镜。
因此,在最新的尝试中,国际天文学家团队不仅仅使用一台望远镜,而是使用了遍布全球的射电望远镜网络,包括南极、美国、智利和法国阿尔卑斯山 - 统称为““事件视界望远镜”。
正如我们所解释的早在二月,望远镜的工作原理是使用一种称为超长基线干涉测量 (VLBI),这意味着这个巨大的接收器网络将同时集中于空间中特定物体发射的无线电波 - 在这种情况下,射手座A*,银河系中心的黑洞,以及附近星系 M87 中心的第二个黑洞。
综合起来,望远镜的分辨率应达到 50微角秒- 相当于能够在表面看到一个柚子。
这有望足以对人马座 A* 的事件视界进行成像,估计为2000万公里(1240 万英里)左右——距离地球 26,000 光年,在夜空中几乎没有一个针眼。
该望远镜已获准从 4 月 4 日起开启 10 天的观测窗口,但由于天气条件,只有 5 个夜晚可用——研究人员正在探测波长为 1.3 毫米(230 GHz)的无线电波,这些无线电波被水吸收和排放,因此下雨时观测实际上不起作用。
最后一次观察期于4月11日结束,国家地理报告。
那么,如果该项目成功,我们可以期待什么呢? 好吧,这完全取决于爱因斯坦是否正确。
根据广义相对论,研究人员预测,由于气体和尘埃粒子在撕裂之前加速到高速而发出的光,黑洞看起来将像黑暗斑点周围的明亮光环。并被黑洞吞噬。
中心的黑色斑点就是那片混乱之上投射的阴影。
这个环也应该看起来更像是新月形的光,而不是完美的圆形,因为戏剧性的多普勒效应应该使向地球移动的物质看起来更亮。
如果该团队能够测量黑洞投射的黑暗阴影,那将更加令人印象深刻,因为广义相对论根据黑洞时空弯曲的程度,对黑洞的大小做出了一些非常具体的预测。
“我们确切地知道广义相对论对这个尺寸的预测,”团队成员 Feryal Özel去年在新闻发布会上说。 “到达黑洞的边缘,你可以进行的广义相对论测试在质量和数量上都是不同的。”
我们也有可能看到完全不同的东西——在这种情况下,爱因斯坦的广义相对论就需要彻底修改。
哈佛大学项目负责人谢泼德·多尔曼(Sheperd Doeleman)表示:“正如我之前所说,与爱因斯坦对赌从来都不是一个好主意,但如果我们确实看到了与我们预期截然不同的东西,我们就必须重新评估引力理论。” -史密森天体物理中心告诉 BBC 的乔纳森·阿莫斯。
“我不认为这种情况会发生,但任何事情都可能发生,这就是它的美妙之处。”