如果你用谷歌图片搜索“黑洞”,你将沉浸在令人难以置信的美丽、令人震惊和令人敬畏的图像中,这些图像只会暗示这些深不可测的漫画巨人的伟大。
但可悲的事实是它们都只是漂亮的图片代表我们对本质的最佳假设,因为即使是光本身一旦落入事件视界也无法逃逸。 再加上黑洞距离地球极其遥远,我们几乎完全看不见它们。
幸运的是,物理学家不会仅仅因为缺少一些光子而放弃——麻省理工学院和哈佛大学的一个团队开发了一种新算法,可以帮助他们生成第一张实际的光子图像。。
“黑洞非常非常遥远,而且非常紧凑,”麻省理工学院首席研究员兼研究生凯蒂·布曼 (Katie Bouman) 说道。解释。 “[拍摄银河系中心黑洞的照片]相当于在上面拍摄柚子的照片,但是用射电望远镜。”
“要拍摄这么小的物体,意味着我们需要一台直径为 10,000 公里的望远镜,这是不切实际的,因为地球的直径还不到 13,000 公里。”
请花一点时间来理解这一点。我们需要一台比地球更大的望远镜才能像看到其他行星和恒星一样看到这些东西吗? 显然现在是实施 B 计划的时候了。
B 计划是一种算法,本质上是将来自全球各地的射电望远镜收集的数据拼接在一起,以创建黑洞的连贯图像 - 该项目称为“事件视界望远镜”。
为什么是射电望远镜? 好吧,我们知道黑洞不会像恒星和小行星那样发出可见光,但我们可以使用无线电波信号来了解黑洞的样子,而且这些信号还有一个额外的好处,那就是不会变得混乱太空尘埃中。
“无线电波长有很多优点,”布曼说。 “就像无线电频率穿过墙壁一样,它们会穿透银河尘埃。我们永远无法以可见波长看到银河系中心,因为中间有太多东西。”
使用射电望远镜的缺点是,因为它们的波长很长,所以需要巨大的天线盘,正如拉里·哈迪斯蒂(Larry Hardesty)为麻省理工学院新闻所解释的那样:
“世界上最大的单一射电望远镜直径为 1,000 英尺(304 米),但它产生的月球图像,例如,会比通过普通后院光学望远镜看到的图像更模糊。”
我们不会建造一个地球大小的射电望远镜来观测黑洞,而是将地球本身变成一个巨大的射电望远镜,将尽可能多的射电望远镜连接起来,然后用很多非常聪明的数学。 科学,ILU。
到目前为止,布曼和她的团队已经从世界各地获得了六个天文台签署了事件视界望远镜项目,他们预计在未来几周内得到更多天文台的确认。
该计划是让这些望远镜瞄准银河系中心的黑洞(称为人马座 A),过滤掉尽可能多的“噪音”。 利用他们收集的数据,布曼和她的团队将开始构建黑洞的第一张直接图像。
与此同时,布曼的新算法,称为 CHIRP(使用补丁先验的连续高分辨率图像重建),将应用于跨望远镜共享的数据,在望远镜无法访问的地方做出明智的“猜测” 。
它使用的技术与物理学家用来探测银河系及其他星系中黑洞的技术相同。
“今天为了探测黑洞,计算机驱动的天文台会扫描并记录黑洞吞噬恒星等离子体时发出的亮点,”莎拉·克莱默 (Sarah Kramer) 为 Tech Insider 解释。
“新模型将利用有关已知黑洞的数据来识别神秘物体中的常见模式。然后软件将‘学习’这些模式并使用它们来预测我们使用射电望远镜无法看到的区域中会出现什么。”
该团队预计将于 6 月 27 日在拉斯维加斯举行的计算机视觉和模式识别会议上展示他们的计划。 从那时起,其他研究人员将有机会仔细研究他们的计算并弄清楚这一切是否合理,如果他们的假设正确,我们可能会在明年某个时候看到第一张黑洞的直接图像。
我们真的等不及了。