楚天都市報4月10日訊（記者王進良 通訊員王瀟瀟 高翔）黑洞是什麼？為什麼要研究黑洞？為什麼要給黑洞拍照？……昨日，楚天都市報記者連線在上海出席發佈會的ETH中國團隊成員、華中科技大學吳慶文教授做進一步解讀。吳慶文教授參與了歷時兩年的部分數據和理論分析工作。
1.黑洞是什麼？
黑洞就是一個時空漩渦，是彎曲的空間和彎曲的時間構成的。理論上，它是愛因斯坦廣義相對論預言存在的一種天體。它具有的超強引力，使得光也無法逃脫它的勢力範圍，這個勢力範圍稱作黑洞的邊界或事件視界。一切物質掉入視界範圍，它就會消失的無影無蹤，奔向奇點，因此像一個無底洞，即我們說的“黑洞”。
天文學家們將宇宙中的黑洞分成三類：恆星級質量黑洞（幾十倍至上百倍太陽質量）、超大質量黑洞（幾百萬倍太陽質量以上）和中等質量黑洞（介於兩者之間）。
2.為什麼要研究黑洞？
黑洞自身有一堆祕密，讓人著迷。比如：在我們居住的銀河系中心就有一個超大質量黑洞，它的質量大約是400多萬倍太陽質量，但活動性很弱，像一個沉睡者，偶爾翻翻身、打幾聲呼嚕。此外，銀河系中還有很多恆星級黑洞，它們和我們有關係嗎？黑洞和它所在的星系之間，究竟有什麼關係？這些都是我們非常關心的領域。
3.之前如何判斷黑洞存在？
乍一聽，黑洞，是不是表明沒法看見？如果沒法看見，怎麼就知道它存在呢？這次拍照之前，天文學家主要通過各種間接證據來表明黑洞的存在：第一，恆星、氣體的運動透露了黑洞的蹤跡。黑洞有超強引力，對周圍的恆星、氣體會產生影響，可以通過觀察這種影響來確認黑洞的存在；第二，根據黑洞吸積物質（吃東西）發出的光來判斷黑洞的存在；第三，通過看到黑洞成長的過程“看”見黑洞。還有很多類似的證據，無不說明黑洞的真實存在。
4.為什麼要給黑洞拍照？
對黑洞陰影的成像，將能提供黑洞存在的直接“視覺”證據。黑洞是具有超強引力的，因此給黑洞拍照最重要的目的，是在強引力場的極端環境下，驗證愛因斯坦的廣義相對論，並同時細緻研究黑洞周圍的物質吸積和噴流的形成及傳播。可以說，“人類首張黑洞照片”是2016年發現引力波之後，人們尋找到了愛因斯坦廣義相對論最後一塊缺失的拼圖。
5.拍攝黑洞難在哪裡？
視界望遠鏡，涉及全球近10架毫米波望遠鏡，屬於不同國家和地區，要協同合作才能保證同時觀測，因此需要多國眾多研究所和科學家共同參與完成。全球望遠鏡組網觀測這個黑洞，每年適合的時間窗口只有十來天，2017年就是4月4日至15日左右，非常難得。這些望遠鏡觀測到的數據，必須寄到一個地方進行綜合處理，然後才能進行分析。而且處理過程非常複雜，因此非常耗時。
6.為何說洗照片更難？
在觀測成功以後，由於甚長基線干涉陣數據處理相對較為複雜，而且涉及站點很多，每晚的數據量達2PB（1PB=1000TB=1000000GB），可以想見，如果是這麼多電影的話，要看多少年，這和歐洲大型對撞機一年產生的數據差不多。為了保證準確性，觀測數據用三種完全獨立的流程，以及多個獨立小組進行處理，以保證結果的準確性，直到大家結果相同，才會發佈。可謂是拍照不易，洗照片更難。
7.您主要做了哪方面的研究？
這項研究不是哪一個人能完成的，是靠大團隊的通力合作。中國科學團隊主要包括中科院上海天文臺、雲南天文臺、中科院高能所、北京大學、華中科技大學、南京大學、中國科學技術大學等10餘位科學家參與，其中在觀測、數據處理和理論分析等方面都有貢獻。我主要參與了理論分析。關於本次公佈的這個黑洞照片，我和研究生馮建超博士過去幾年進行了系列研究，對黑洞吞噬物質過程、黑洞自旋等重要信息做了較好限定，提出這次視界望遠鏡觀測的黑洞圖像應該是來自黑洞吞噬的物質，而非相對論性噴流。此外，還發現這個巨型黑洞很有可能是高速自轉的。這次拍攝的黑洞照片，較好的支持了我們前面的研究結果。
相關推薦
