是已知宇宙中最迷人的天体之一。 但尽管事实上它们被怀疑潜伏在大多数星系的中心,但现实是没有人能够真正拍摄到它们。
这是因为黑洞,顾名思义,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。 但随着今年四月新的望远镜网络投入使用,这种情况可能即将改变。
这个新设备被称为事件视界望远镜,由遍布全球的无线电接收器网络组成,包括南极、美国、智利和法国阿尔卑斯山。
该网络将于4月5日至14日开通,结果将验证爱因斯坦的理论以前所未有的步伐。
事件视界望远镜的工作原理是使用一种称为超长基线干涉测量 (VLBI),这意味着接收器网络将集中于空间中特定物体同时发射的无线电波。
为了,他们将专注于波长为 1.3 毫米(230 GHz)的无线电波,这使他们有最好的机会穿透阻挡黑洞的气体和尘埃云。
由于有如此多的天线都调谐在一个点上,因此望远镜的分辨率应为 50微角秒。 换个角度来看,这相当于能够在表面看到一个柚子。
这很重要,因为第一个目标将是我们银河系中心的巨大黑洞,称为人马座 A*,它实际上只有夜空中一个针孔大小。
我们从未直接观察过射手座A*,但研究人员知道它的存在是因为它影响附近恒星轨道的方式。
根据这些恒星的行为,研究人员预测黑洞的质量可能是太阳的 400 万倍,但事件视界直径仅为2000万公里(1240万英里)左右。
由于距离地球约 26,000 光年,它是一个相当小的目标。
但事件视界望远镜的目标是观察黑洞周围的直接环境,并且它应该能够获得足够的分辨率来观察黑洞本身。
哈佛-史密森天体物理中心的项目负责人谢珀德·多尔曼(Sheperd Doeleman)表示:“这令人非常兴奋。”本周在 BBC 上告诉乔纳森·阿莫斯。
“四月,我们将进行观测,我们认为这是第一次真正有机会将黑洞的事件视界带入焦点。”
那么,如果该项目成功,我们可以期待什么呢?
研究人员预测黑洞看起来就像黑暗斑点周围的明亮光环。
光是由气体和尘埃粒子发出的,这些粒子在被黑洞撕裂和消耗之前被加速到高速。 黑色的斑点就是那片混乱之上投射的阴影。
但如果爱因斯坦是对的,我们应该会看到更多的新月光而不是光环——因为戏剧性的多普勒效应应该会使向地球移动的物质看起来更亮。
“希望它看起来像一个新月,而不是一个戒指,”团队成员 Feryal Özel 说道。去年在新闻发布会上说道。“环的其余部分也会发光,但你会明亮地拾取的是新月形。”
如果该团队能够测量黑洞投射的黑暗阴影,那将是巨大的,因为广义相对论根据黑洞应弯曲时空的程度,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,”说特别。 “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。”
如果我们看到其他东西会发生什么? 多尔曼告诉阿莫斯,这绝对是一种可能性,而且它将撼动我们所知的物理学世界。
“正如我之前所说,与爱因斯坦打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非常不同的东西,我们将不得不重新评估引力理论,”他说。
“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。”
考虑到研究人员需要处理的所有数据,我们预计要到今年年底,甚至 2018 年初才能获得第一张黑洞图像。而且这是假设天气足够好,可以在黑洞中获得清晰的图像。四月观景窗。
但当第一批照片出现时,这对人类来说将是一个非常激动人心的时刻。
“有一件事情几乎可以像飞越冥王星一样让公众兴奋,那就是一张近距离的私人黑洞照片,”奥泽尔说在美国天文学会第227次会议去年。