焦点3

  给黑洞拍照难在哪里?

  三个字形容:“小”“暗”“扰”

  给黑洞拍照的难点,在参与此次大科学计划的专家眼中,可以用三个字来形容:“小”“暗”“扰”——细节太小,信号太暗,干扰太多。

  黑洞如此遥远,寻找它如同从地球观察月球上的一个橘子,需要的望远镜口径超乎想象。况且,这个望远镜还要足够灵敏,才能“看”得清极其微小的细节。

  这是一个难以想象的大科学计划:用分布全球的8个观测点,组成一个口径如地球直径大小的虚拟望远镜。条件苛刻的观测点,包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的内华达山脉、智利的阿塔卡马沙漠、南极点等。

  要顺利拍照,不仅要“看”得远,还要选对频道。“对黑洞成像而言,最佳的波段进行观测至关重要,这个波段就在1毫米附近,成像的分辨率相当于能在黑龙江漠河阅读南沙群岛上的一张报纸。”路如森说。

  不同的望远镜各有所长。正是给黑洞拍照的这一特殊要求,让包括“中国天眼”在内的一些大型望远镜“束手旁观”。

  专家解释,这一波段的黑洞电磁波辐射最明亮,而背景“噪音”的干扰又最小。

  焦点4

  洗照片为何长达2年?

  海量数据需要后期处理分析

  拍照难,洗照也不易。望远镜记录下的海量数据,需要进行复杂的后期处理和分析,才能获取最终的黑洞图像。

  以2017年4月的观测为例,每个台站的数据率达到惊人的32GB/秒,8个台站在5天观测期间共记录约3500TB的数据。专家表示,如果是像看电影一样不间断地看,这些数据至少需要500多年才能看完。

  该国际合作项目负责人、哈佛大学教授谢泼德·多尔曼表示,10多年来,正是技术的突破、新望远镜的建成,最终使人类能够“看到”黑洞。

  焦点5

  黑洞真容“没对好焦”?

  橘色部分是肉眼不可见射电

  而当人们感叹终于一睹黑洞真容时,也有不少人发现,这次发布的黑洞照片和影视作品中的相比,的确有点“其貌不扬”,给人第一反应是“没对好焦”。

  物理学家李淼对这张照片做了简单分析:黑洞视界附近会吸引一些物质,这些物质要么会高速旋转,要么会落进去。这两种情况都会产生摩擦发生电波。我们看到的橘红色部分,其实是肉眼不可见的射电,只是在后期处理中染色,让大家可见。

  为什么和影视作品相比,这个黑洞显得这么小呢?“黑洞只是质量和密度超乎想象的大,比如这次拍到的黑洞质量是太阳的65亿倍,属于超大质量黑洞,但体积却比较小,小到在其内部几乎没有空隙。”参与此次国际合作的中科院上海天文台研究员路如森说。

  焦点6

  给黑洞拍照这项合作,

  中国科学家做出了哪些贡献?

  从首张月背照片到首张黑洞照片,人类观测宇宙的新窗口正在不断打开。在探索宇宙奥秘的征程中,中国也不断贡献着智慧。

  我国科学家全程参与了给黑洞拍照这项国际合作,在早期推动这一项国际合作、望远镜观测时间申请、夏威夷望远镜观测运行、后期数据处理和理论分析等方面均做出了贡献。

  沈志强说,基础科学研究的国际合作是大势所趋,但很多时候不能只靠经费投入“凑份子”,前期研究和人才积累是取得合作“话语权”的重要因素。

  从“中国天眼”(FAST)到“世界巨眼”(SKA),从人类基因组测序到泛第三极环境研究,近年来,中国参与国际合作的广度和深度不断加大,在吸收世界创新养分的同时,也不断贡献中国智慧。

  “在伟大梦想的支持下,人类科学探索的脚步,将永不停歇。”沈志强说。

  华西都市报-封面新闻记者 陈彦霏 忻晓松

  综合新华社、央视