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溫州都市報:溫州出了個探索黑洞“首席科學家” 聽他揭秘背后故事

來源:溫州都市報   2019年04月12日

  溫州網訊“很幸運,能成為第一批看到黑洞真身的人類!”說起這張照片的面世,昨天,中國科學院上海天文臺研究員、“黑洞反饋與宇宙線天體物理”研究團組首席科學家郭福來依然激動。首張黑洞照片公布當晚,這位溫籍大咖受邀在澎湃新聞直播間為網友答疑“如何科學看黑洞”。

  4月10日晚,事件視界望遠鏡項目和中國科學院在上海天文臺公布首張宇宙黑洞照片,讓人類第一次目睹黑洞“真容”。同時對外公布這張照片的還有東京、華盛頓等全球五個城市。什么是黑洞?拍下首張黑洞照片的意義何在?這張照片是怎么拍到的?從事黑洞領域研究10余年的郭福來一一為我們解答。

  這是人類第一次直接看到黑洞的真面目

  郭福來說,這是人類第一次直接看到黑洞的真面目。首張黑洞照片的公布,最大的意義是確定黑洞的真實存在,“黑洞研究在天文學領域是個比較特別的領域。天文學大部分是研究已經觀測到的對象,而黑洞是先有理論猜想,后有驗證,最后才確認它的真實存在。”

  黑洞是在宇宙空間中存在的一種非常奇特的天體,德國科學家史瓦西在一百多年前根據愛因斯坦的廣義相對論首先提出了有關黑洞的理論預言。按照這一預言,一切物質落入黑洞視界后都會消失得無影無蹤,奔向奇點,連光都無法逃脫。黑洞本身不發光,一般很難觀測到它的存在。但黑洞的存在對整個星系的影響又是巨大的,往往影響整個星系的氣候和生態。

  經過百年的努力,天文學家發現幾乎每個星系中心都存在一個百萬到百億個太陽質量的巨型黑洞,而且每個星系中可能還存在上億個恒星級黑洞。目前,黑洞存在的間接證據已經有很多,但人類更渴望直接看到黑洞的面目。這次觀測的結論,驗證了愛因斯坦廣義相對論的推斷。

  首張黑洞照片2017年4月已拍到

  這次公布的這張黑洞圖像揭示了室女座星系團中橢圓星系M87中心的黑洞。該黑洞距離地球5500萬光年,質量為太陽的65億倍。

  這張黑洞照片來之不易。郭福來說,能夠觀測到的黑洞并不多,很多黑洞不活躍或者處在休眠狀態,本身很難被發現。這次拍下黑洞照片是由全球8臺望遠鏡共同完成的,這些望遠鏡造價極其昂貴,需要全球頂尖科學家的協作配合才能完成。

  郭福來透露了一個“秘密”:其實黑洞照片早在2年前就已經拍到了。項目團隊在2017年4月5日到11日之間對M87進行4次成功的聯合觀測,并經過近兩年的數據處理,才把人類首張黑洞照片呈現給世人。除了M87,未來事件視界2017年也對銀河系中心黑洞進行觀測,目前數據處理分析還在進行中,未來也有可能對外公布,“銀河系中心黑洞是已知距離地球最近的一個超大質量黑洞,但這個黑洞不太活躍,處在休眠的狀態。相比M87,質量也比較小。”

  觀測到黑洞的意義不僅僅在于科學研究。郭福來說,這項觀測工程涉及眾多前沿、尖端的技術,對設備的要求“非常非常非常高”,其中一部分技術成果今后可能有機會像wifi技術一樣,從科學研究轉為民用技術,造福世人。

  他出生于1978年高中畢業于甌海中學

  郭福來1978年出生于我市甌海,1993年畢業于南白象中學(初中),高中畢業于甌海中學,高考進入中國科技大學學習。2008年于加州大學圣芭芭拉分校獲哲學博士學位,2015年回國加入上海天文臺。

  郭福來說,他是先喜歡上了物理這門課,后來大學的時候接觸到天體物理,從事黑洞有關研究已經有10多年時間,目前主要是研究超大質量黑洞周圍發生的現象,以及它對所在的星系或者星系團的影響。

  郭福來這些年在黑洞研究方面做出了不少成績。2010年,美國費米伽瑪射線空間望遠鏡在銀河系中發現費米氣泡,引起國際學術界轟動。郭福來與合作者隨后在國際上首次提出銀河系費米氣泡的黑洞噴流模型,即證明銀河系中心的超大質量黑洞的噴流爆發可以產生費米氣泡,相關論文于2012年發表后被廣泛引用。

  他目前有多個研究課題,主要側重于超大質量黑洞、宇宙線天體物理、星系團中的氣體介質物理等研究。郭福來說,黑洞的面紗揭開之后,接近黑洞事件視界的吸積流結構也會更清晰。除了研究黑洞對大尺度上星系的影響,他今后會更關注黑洞吸積方面的問題,研究黑洞如何將物質吸入、并“吹走”部分物質的過程。

(來源于溫州都市報,作者 呂進科)

編輯: 夏盧克  

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