世界顶尖科学家论坛 人类首张黑洞照片缔造者谢普德·多尔曼:国际科学合作验证爱因斯坦的预言

直播镜头前,他特意露出了胸前一枚圆形黄色图案的黑洞徽章,与身后墙上挂着的黑洞照片相映成趣。昨天,人类首张黑洞照片的缔造者谢普德·多尔曼,于线上参与今年的世界顶尖科学家论坛“科学前沿话题讲堂”,介绍了黑洞研究的最新进展。他因其“用相当于地球大小的望远镜阵列,为人类拍下首张超大质量黑洞的照片”而获得2020年度基础物理科学突破奖。

他强调,这次拍摄的成功不仅是科学的进步,也产生了非常重要的人文影响。黑洞的照片登上全球多家媒体的头版,这向世人证实了全球合力打破藩篱,对解决科学难题非常重要。

2020年的科学热词之一就是黑洞,今年诺贝尔物理学奖就颁发给了三位进行黑洞相关研究的科学家。

多尔曼是事件视界望远镜合作项目(Event Horizon Telescope Collaboration,简称EHT)的创始人,而EHT项目的主要目的就是捕捉一张黑洞图像。

他指出,人类如今生活在一个研究黑洞和相关物理学的黄金时代。EHT项目让科学家们对黑洞的事件视界边缘有了更为深刻的了解,通过数据检验其是否能够最大程度地接近其预言的黑洞,来验证爱因斯坦的广义相对论。在验证广义相对论的基础上,黑洞数据还能够在实验室里被用作极端实验,优化广义相对论的实验验证,同时了解黑洞是如何向星系中心提供能量,形成人类所看到的壮观景象。

今年诺贝尔物理学奖的获奖团队,观察了围绕人马座A*运行的恒星轨道。通过这条轨道,科学家可以测算出这个物体的质量相当于400万个太阳。这个天体与地球的距离相当于地球与银河系中心之间的距离,这是迄今为止科学家所见过最好的,最能表明银河系中心,甚至是其他星系存在超大质量黑洞的证据。

多尔曼表示,未来,研究团队会在目前使用的观测点建造更多发望远镜并改进阵列,争取再现黑洞的更多细节。在下一阶段,EHT项目将实现实时观测人马座A*的演化过程,并针对黑洞是如何喷射高能喷流这个疑问给出答案。

“黑洞离我们非常遥远,观测它就好比从地球上观察月球上的一个橘子。”他说。在研究过程中,多尔曼团队面临的重大挑战之一,就是捕捉黑洞事件视界。只有1mm的波长可以跨越重重困难,从事件视界抵达到望远镜。

“多年前,我们认为必须建造一个非常大的太空望远镜才能对黑洞进行成像。而现在,EHT团队通过让世界各地的射电望远镜协同工作,提前几十年实现了这一目标。”EHT从仅仅十余人的小团队,壮大到了跨越20个国家和地区、60个机构联合参与、200多名成员的大团队。“正是这些志同道合的伙伴们,让一切的不可能转变成了无限的可能。”多尔曼说。

这是一项由全球200多位科研人员组成的团队完成的非凡成果,中国大陆有16名科学家参与,并在观测技术与科学理论研究上作出了重要贡献。中国科学院国家天文台、紫金山天文台和上海天文台共同建立了中国科学院天文大科学中心参与其中。

在黑洞照片公布后,多尔曼不仅总爱在西装外套上别一枚黑洞徽章,他在每次参加交流会时,也会在每把椅子上提前放上一个可爱的黑洞“周边”。通常,大家也对这款独特的黑洞小徽章爱不释手。

在他的眼里,黑洞是一种打破身份、地域的隔阂,将人类紧紧联系在一起的纽带。多尔曼说:“黑洞本身就像我的小徽章一样,很迷人、又有点可怖。这种矛盾感可能就是人类对黑洞与生俱来的向往。”

多尔曼强调,EHT项目不仅是全球的望远镜的合作,聚集了全球的科学家,它还凝结着全地球之力,共同探索着黑洞这个宇宙最深的奥秘。

*文汇独家稿件,转载请注明出处。图片来源:均为谢普德·多尔曼线上演讲截图

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