據(jù)《福布斯》北京時(shí)間12月28日?qǐng)?bào)道，黑洞是宇宙中最令人不可思議的天體類型之一。它在一個(gè)很小的體積內(nèi)聚集有很大質(zhì)量，換句話說(shuō)，它的密度出奇地高，單個(gè)物質(zhì)微粒都不能保持正常形態(tài)，而是會(huì)坍塌為一個(gè)奇點(diǎn)。圍繞奇點(diǎn)的是一個(gè)被稱作事件視界的球狀區(qū)域，即使它以光速——宇宙內(nèi)最高的速度——運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部的任何物質(zhì)都無(wú)法逃逸。
盡管人類知道有3種方法可以形成黑洞，發(fā)現(xiàn)存在數(shù)以千計(jì)黑洞的證據(jù)，但從未直接觀察到過(guò)黑洞，以及黑洞的事件視界，甚至沒(méi)有能證實(shí)事件視界的存在。不過(guò)，隨著明年“事件視界望遠(yuǎn)鏡”首批成果的公布，這一切將得到改變，天文學(xué)上最大的難題之一將得到解決。
黑洞并非是個(gè)“新概念”，數(shù)個(gè)世紀(jì)前，科學(xué)家就意識(shí)到，如果在一定體積內(nèi)累積更多質(zhì)量的物質(zhì)（也就是說(shuō)密度越來(lái)越大），其他物體要擺脫它產(chǎn)生的引力的束縛，就需要更快的速度。由于光速是物體運(yùn)動(dòng)的最高速度，因此，存在這樣一個(gè)臨界值，任何物質(zhì)都將被困在物體內(nèi)部。內(nèi)部的物質(zhì)將發(fā)生引力坍縮，任何微粒都將向中心奇點(diǎn)移動(dòng)，無(wú)法逃逸出來(lái)。因此，奇點(diǎn)是必然存在的，被事件視界所包圍。任何進(jìn)入事件視界內(nèi)的物質(zhì)都被困在內(nèi)部，在事件視界內(nèi)部，所有路徑都通向中心奇點(diǎn)。
隨著時(shí)間推移，黑洞能繼續(xù)吞噬更多物質(zhì)，其質(zhì)量和大小將以相同的比例增長(zhǎng)。如果黑洞質(zhì)量翻一番，其半徑也會(huì)翻一番；如果質(zhì)量增長(zhǎng)10倍，半徑也會(huì)相應(yīng)地增長(zhǎng)10倍。這意味著，隨著黑洞質(zhì)量增加，事件視界也會(huì)越來(lái)越大。由于沒(méi)有物質(zhì)可以逃逸出來(lái)，事件視界在太空中看起來(lái)就像是一個(gè)黑“洞”，它后面任何物體發(fā)出的光線都發(fā)射不出來(lái)。另外，根據(jù)廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)，這里還存在光線的引力彎曲現(xiàn)象。
Sagittarius A*黑洞位于銀河系中心，距離地球僅2.7萬(wàn)光年，而質(zhì)量相當(dāng)于太陽(yáng)的400萬(wàn)倍，這使得它成為從地球上看最大的黑洞。有些黑洞盡管質(zhì)量更大，但由于距離地球過(guò)于遙遠(yuǎn)，因此看起來(lái)反而沒(méi)有那么大。
如果擁有與地球大小相當(dāng)?shù)耐h(yuǎn)鏡，光線在地球與黑洞之間可以暢通無(wú)阻，我們就可以看到黑洞，一點(diǎn)問(wèn)題也沒(méi)有。部分波長(zhǎng)的電磁波不會(huì)受到宇宙物質(zhì)的影響，如果通過(guò)像無(wú)線電波這樣波長(zhǎng)較長(zhǎng)的電磁波觀察，我們就可能看到事件視界本身。雖然我們沒(méi)有大小與地球相當(dāng)?shù)耐h(yuǎn)鏡，但全球各地都有望遠(yuǎn)鏡，而且我們掌握把它們的數(shù)據(jù)綜合起來(lái)，“拼接”成一幅圖像的技術(shù)。事件視界望遠(yuǎn)鏡集當(dāng)前最優(yōu)秀的技術(shù)于一體，將能使我們首次“看到”黑洞。
事件視界望遠(yuǎn)鏡不是一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，而是由分布在全球的15至20臺(tái)望遠(yuǎn)鏡組成的一個(gè)陣列，它們同時(shí)觀察同一個(gè)目標(biāo)。這些望遠(yuǎn)鏡間的最大距離為12000公里，它們可以看清大小為15微阿秒（一種天文單位）的物體：相當(dāng)于在地球上能看到月球上的一只蒼蠅。鑒于Sagittarius A*黑洞的距離和質(zhì)量，預(yù)計(jì)它在望遠(yuǎn)鏡“眼中”的大小應(yīng)當(dāng)為37微阿秒。通過(guò)使用無(wú)線電波觀察，我們應(yīng)當(dāng)能看到大量被黑洞加速的帶電粒子，而且應(yīng)當(dāng)存在一個(gè)“空白”區(qū)域——事件視界所在的位置。如果能恰當(dāng)?shù)亟M合這些數(shù)據(jù)，我們應(yīng)當(dāng)能首次描繪出黑洞的圖像。
事件視界望遠(yuǎn)鏡去年為Sagittarius A*“拍攝了第一張照片”，科學(xué)家已經(jīng)把數(shù)據(jù)綜合在一起，并對(duì)它們進(jìn)行分析。如果一切順利，2018年我們將獲得黑洞的首張“照片”。科學(xué)家將試圖回答下述問(wèn)題：黑洞的大小與廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)是否一致；事件視界是否像預(yù)測(cè)的那樣是圓形，還是扁圓或扁長(zhǎng)形等。
無(wú)論有什么樣的發(fā)現(xiàn)，首次獲得黑洞“照片”都是一項(xiàng)驚人的突破。對(duì)于黑洞的認(rèn)識(shí)，我們將不再局限于模擬或藝術(shù)家的想象，而是可以使用基于數(shù)據(jù)的首張黑洞照片。如果獲得成功，這將為進(jìn)一步研究鋪平道路：如果把望遠(yuǎn)鏡部署到太空中，研究范圍可以由一個(gè)黑洞擴(kuò)大到數(shù)以百計(jì)的黑洞。
如果說(shuō)2016年是引力波年，2017年是中子星合并年，那么，明年將是事件視界年。
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