昨天，濟南用友從早上開始就被“人類首張黑洞照片”將要發(fā)布的新聞給刷屏了。而就在昨晚九點，這張歷時2年才洗出來的黑洞照片在全球六地的視界面望遠(yuǎn)鏡發(fā)布會上同步發(fā)布。
經(jīng)過漫長的等待，在全球200多位科學(xué)家的努力之下，第一幅黑洞照片終于新鮮出爐。
它長這樣....
長久以來在電腦上模擬得到的黑洞形象，第一次真實地呈現(xiàn)在我們的眼前。在這張來自視界面望遠(yuǎn)鏡的照片里，M87中心黑洞如同電影《指環(huán)王》中索倫的魔眼，在溫暖而神秘的紅色光環(huán)中間，是一片深黑的無底之洞。
這個圓環(huán)的一側(cè)亮一些，另一側(cè)暗一些，原因在于吸積盤的運動效應(yīng)——朝向我們視線運動的區(qū)域因為多普勒效應(yīng)而變得更亮，遠(yuǎn)離我們視線運動的區(qū)域會變暗。中間黑色的區(qū)域就是黑洞本身——光線無法逃離之處。
人類第一次看到黑洞的視界面，無論我們最終得到的黑洞圖像是什么樣子——是像電影畫面一般壯觀恢弘，或者只有幾個模糊的像素點——事件視界望遠(yuǎn)鏡都意義非凡，這是我們在黑洞觀測史上邁出的重要一步。這張寶貴的照片為我們解答的同時也提出了更多的問題。往下看，get關(guān)于黑洞更多的有趣常識，可不要out了喲~
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宇宙黑洞的面世和發(fā)現(xiàn)為，讓人類能夠更深入地了解黑洞周圍的氣體運動、區(qū)分噴流的產(chǎn)生和集束機制，完善我們對于星系演化的認(rèn)知與理解。能多看看總是好的。但身為財務(wù)人，要是遇上個“財務(wù)黑洞”那就不好了！自金稅三期合并以來，信息更加精準(zhǔn)、透明，也會讓違法行為無所遁形，如何避免涉稅風(fēng)險呢？
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進階版的黑洞科普來了喲~
有興趣的小伙伴繼續(xù)往下看
問題1：這張值得全世界六地同時興師動眾發(fā)布的照片，究竟是怎么拍出來的？
在過去10多年時間里，麻省理工學(xué)院（MIT）的科學(xué)家們聯(lián)合了其它研究機構(gòu)的科研人員，開展了激動人心的“事件視界望遠(yuǎn)鏡”項目，全球多地的8個亞毫米射電望遠(yuǎn)鏡同時對黑洞展開觀測。
圖中的黃色線條為連接這些望遠(yuǎn)鏡的“基線”，由此構(gòu)成了一架和地球大小相當(dāng)?shù)耐h(yuǎn)鏡。（圖片來源：EHT）
它們北至西班牙，南至南極，向選定的目標(biāo)（兩年前視界面望遠(yuǎn)鏡選定了兩個觀測目標(biāo)，一是銀河系中心黑洞SgrA*，二是位于星系M87中心的黑洞）撒出一條大網(wǎng)，撈回海量數(shù)據(jù)，以勾勒出黑洞的模樣。
問題2：電影《星際穿越》中的“卡岡圖雅”黑洞有著深不見底的黑色中心與立體清晰的氣體圓環(huán)，此次發(fā)布的照片里的M87為何模糊許多？
和光學(xué)照片的清晰度問題一樣，根源在于分辨率。
問題3：視界面望遠(yuǎn)鏡2017年開始給黑洞拍照片，2019年才發(fā)布成果，為什么這張簡單而“模糊”的照片“沖洗”了兩年之久？
第一，望遠(yuǎn)鏡觀測到的數(shù)據(jù)量非常龐大。2017年時8個望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)量達到了10PB（=10240TB），2018年又增加了格陵蘭島望遠(yuǎn)鏡，數(shù)據(jù)量繼續(xù)增加。龐大的數(shù)據(jù)量為處理讓數(shù)據(jù)處理的難度不斷加大。
另外，在數(shù)據(jù)處理的過程當(dāng)中，科學(xué)家也遭遇了不少技術(shù)難題——黑洞附近的氣體處于一種極端環(huán)境當(dāng)中，其運動有著非常多的不確定性——為了解決這些問題，科學(xué)家們還專門開發(fā)了特定的程序和工具。
最后，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，在最終數(shù)據(jù)處理的時候，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家們在兩個不同的地方分別處理、分別驗證。
問題4：黑洞研究歷時已久，四年前引力波已經(jīng)讓我們“聽”到了來自黑洞合并的聲音，為什么直到今天我們才“看”到黑洞的照片？
簡單地說，是因為黑洞區(qū)域?qū)嵲谔×?mdash;—而之前望遠(yuǎn)鏡的角分辨率或者放大倍數(shù)不夠大，在過去的幾年中，我們才真正實現(xiàn)了能夠看到黑洞附近區(qū)域的分辨能力。
問題5：如此大費周章，除了滿足人們“眼見為實”的心愿，黑洞照片對于驗證相對論、揭秘星系演化有何意義？
這次的直接成像除了幫助我們直接確認(rèn)了黑洞的存在，同時也通過模擬觀測數(shù)據(jù)對愛因斯坦的廣義相對論做出了驗證�？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，所觀測到的黑洞陰影和相對論所預(yù)言的幾乎完全一致，令人不禁再次感嘆愛因斯坦的偉大。
另外一個重要意義在于，科學(xué)家們可以通過黑洞陰影的尺寸限制中心黑洞的質(zhì)量了。這次就對M87中心的黑洞質(zhì)量做出了一個獨立的測量。在此之前，精確測量黑洞質(zhì)量的手段非常復(fù)雜。未來隨著更多望遠(yuǎn)鏡加入，我們期望看到黑洞周圍更多更豐富的細(xì)節(jié)，從而更深入地了解黑洞周圍的氣體運動、區(qū)分噴流的產(chǎn)生和集束機制，完善我們對于星系演化的認(rèn)知與理解。
問題6：那么，“黑洞照相館”可以給所有黑洞拍照片嗎？
科學(xué)家之前探測黑洞，是通過探測黑洞周圍的吸積盤或者黑洞噴流產(chǎn)生的輻射，來間接地探測黑洞的存在。
恒星級黑洞系統(tǒng)示意圖
從理論上來講，任何能夠產(chǎn)生輻射的黑洞都是適合拍照的，但受技術(shù)限制，我們只能選擇拍攝到那些看起來非常大的黑洞，這樣才有可能看到黑洞周圍的一些細(xì)節(jié)。
問題7：既然銀河系中心有超大質(zhì)量黑洞、距離還很近，為什么這一次只發(fā)布了更為遙遠(yuǎn)的M87的照片，而沒有銀河系中心黑洞的照片呢？
M87中心黑洞附近氣體活動比較劇烈，我們之前已經(jīng)觀測到了它所產(chǎn)生的強烈噴流，相較之下，銀河系黑洞的活動不那么劇烈。
另外一個很重要的原因是，我們的太陽系處在銀河系的銀盤上，在我們試圖利用視界面望遠(yuǎn)鏡探測來自于黑洞周圍的輻射或光子的時候，這些光子會受到傳播路徑上星際氣體的影響——氣體會散射這些光子，將觀測結(jié)果模糊化。而M87是一個包含氣體很少的橢圓星系，受到的氣體干擾相對少很多，科學(xué)家們可以比較順利地進行觀測。
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