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【新闻看点】鲜为人知 黑洞照背后的台湾团队

台湾中央研究院4月10日晚间举办“事件视界望远镜(EHT)”计划全球同步记者会,公布EHT计划成功拍到人类史上首次的超大质量黑洞影像。(中央社)

台湾中央研究院4月10日晚间举办“事件视界望远镜(EHT)”计划全球同步记者会,公布EHT计划成功拍到人类史上首次的超大质量黑洞影像。(中央社)

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【大纪元2019年04月18日讯】大家好,欢迎大家关注新闻看点,我是李沐阳。

上周刚刚公布了人类史上第一张“黑洞”照片,这是人类科学迈向新里程碑的标志性成果。无数人都在关注这张照片,也有很多人在关注幕后英雄。在观测成员当中,台湾团队的表现格外亮眼。

8座望远镜 台湾负责3座

据了解,这张人类历史上的第一张“黑洞照片”诞生非常不易,8座电波望远镜连线观测1年半,最后解析才成功。而在这8座望远镜当中,其中台湾负责了3座的营运或建造。

难怪台湾中研院长廖俊智说,通过这个本世纪重大发现,显示出台湾在重要科学发现领域已经占有了一席之地。

廖俊智介绍,台湾负责的3座望远镜分别是夏威夷运转的“次毫米波阵列望远镜”(Sub-Millimeter Array,SMA) 、位于东亚天文台的“ 詹姆士克拉克麦克斯威尔望远镜 ”(James Clerk Maxwell Telescope,JCMT),还有一同合作建造的智利 “阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列”(Atacama Large Millimeter Array,ALMA)。

可以说,从一开始,台湾就是“事件视界望远镜”(Event Horizon Telescope,简称EHT)联盟的重要一员。台湾和哈佛架设的格陵兰望远镜,关键电子技术都是来自台湾。特别是台湾还负责资料成像处理和黑洞模型电脑模拟。EHT董事井上允博士认为,这次突破性发现中,台湾扮演了“关键的角色”。

日本学者加入台湾团队

大家知道,台湾团队中,有不少日本学者,有的甚至到台湾投身研究已经长达10年了。包括中研院天文所副研究员浅田圭一、研究院松下聪树、博士后研究员小山翔子和客座专家中村雅德等等。

日本学者们认为,台湾学术界拥有很强大的科学企图心,还有高度的科学视界,加上有主导运作更高解析度的格陵兰望远镜计划的顶尖技术和实力,让他们对台湾学术深具信心。

简单说就是台湾本身的科技非常强,才吸引了这些外国专家学者纷纷加入。用中国老话来说,有了梧桐树,才引来了凤凰。

当然既然称为台湾团队,自然少不了台湾人。最引人注目的就是在执行观测计划的团队中,钱玟泽只有22 岁,是台湾团队中最年轻的学生。这么年轻能够入选,非常罕见,这得益于他大学期间的所学。他不仅学会了4种程式语言,还学会运用资料探勘、机器学习、数值计算和数值模拟等。这些都为他参与EHT计划奠定了基础。

大家知道,2017年创立的EHT联盟由13个主要机构组成,台湾去年4月才正式加入。成员都是世界顶尖机构,包括中研院天文及天文物理研究所、麻省理工学院海斯塔克天文台、东亚天文台、法兰克福歌德大学、电波天文毫米波研究所、大型毫米波望远镜等等。

他们首要目标就是全球阵列观测,获取黑洞影像。什么是阵列观测呢?就是由8座散落世界各地的电波望远镜同时观测,然后把观测到的不同数据拼凑起来。换句话说,这就相当于是建了一个口径和地球直径同样大小的望远镜一样。

原计划观测2个“超大质量黑洞”,一个是位于银河系中心、距离地球2.6万光年的“人马座A*”, 它的质量大约是太阳质量的400万倍。另一个是位于室女座星系团、距离地球5500万光年的巨型椭圆星系“M87”中央,它的质量大约是太阳质量的35亿倍到65亿倍。

但是“人马座A*”太活跃,EHT捕捉不到清晰的影像。可是全球8座望远镜连线却可以清楚地看到“M87”中央的“超大质量黑洞”。

“黑洞”照片将载入史册

中研院天文所副研究员浅田圭一指出,这个黑洞影像直径大约是180亿公里,外围呈现新月亮环。藉这个亮环,才勾勒出中间的黑洞。角度只有42个微角秒。

“微角秒”是什么概念呢?大家知道角的单位是“度”,1微角秒就是1度的36亿分之一。

美东时间4月10日上午9点,全球六地联合召开新闻发布会,公布一项重大科学成果,发布人类有史以来第一张黑洞照片。(中研院提供)

客座专家中村雅德指出,观测时使用了多种不同的校正技术和成像方法,证实结果不是人为造成的。而且影像和相对论所预期的旋转黑洞产生的阴影完全一致。

换句话说,100年后的现在,科学家们用“黑洞”照片,再一次证明了爱因斯坦的伟大 。

大家知道,爱因斯坦1915年提出了“广义相对论”。第二年,德国天文学家史瓦希(Carl Schwarzschild)在“广义相对论”的基础上,又做了描述:任何一个物体,都有一个与其质量相对应的半径。如果将物体的全部质量压缩到这个半径内,就会无止境向中心掉落,形成一个时空极端弯曲的奇点。任何物质,包括光在内,都没有办法从这个半径逃出。这就是后来的“史瓦希半径”。

直到1967年,美国物理学家惠勒(John Archibald Wheeler)结合前人研究成果,加上自己深入研究,才正式将其命名为“黑洞”。

上海天文台的左文文表示,如果评选出2019年最有价值和最受期待的照片,非“黑洞”莫属。这张5500万光年以外的黑洞阴影照片,是“黑洞”的直接“视觉”证据,从强引力场的角度,验证了爱因斯坦的广义相对论。

毫无疑问,这是人类科学的里程碑,正如蔡英文所说,这是“全人类的一大步”。这张“黑洞”照片一定会载入史册,而台湾团队的贡献,也一定会被人们铭记。

好的,感谢您关注新闻看点,再会。

大纪元《新闻看点》制作组  #

责任编辑:李昊

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2019-04-18 4:50 AM
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