【黑洞首張照片】從一張照片學會四件重要事情 人類的里程碑

撰文:歐敬洛
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人類首張黑洞相片周三(10日)晚上揭曉,為人類揭示了黑洞在宇宙的真實形態。雖然照片中顯示的僅是一片黑暗中的一個紅色的圓形,但這個發現告訴了我們四個重要的事,同時是一個里程牌。

這次製作黑洞相片的「事件視界望遠鏡」計劃,集合全球約200位研究人員,當中一位29歲女博士更是關鍵人物,想了解更多,請觀看片段:

第一:有圖有真相

科學家很早就描述着黑洞可能存在,但因黑洞只能間接觀察而無法直接「看見」,黑洞嚴格來說仍只是一種推論的「假設」。因此黑洞的模型過去只能藉算式模擬出來,並透過天文觀察中指出它們可能存在的位置。

因此這張照片的意義重大,它直接告訴大家「黑洞真實存在」,並推翻了所有黑洞懷疑論,為建構基礎黑洞學奠下里程牌。

人類首張黑洞的照片,呈現的雖然只是黑色背景的一個橙紅色圓形,但透露的訊息非常重大。(路透社)

第二:愛因斯坦的理論正確

今天的黑洞理論(或黑洞本身)來自愛因斯坦的廣義相對論。根據廣義相對論,當宇宙一個質量相當大的恆星在燃燒殆盡後,會發生重力塌縮形成黑洞。在廣義相對論中黑洞周邊會出現獨特光芒,在三維視角下會呈圓形的形狀。

美國亞利桑那大學一隊研究小組1月曾提交一份研究報告,提供1.2萬個黑洞形狀「若與愛因斯坦的廣義相對論不同時」的各種可能。但這次的照片拍攝出來的黑洞形狀,正是廣義相對論下才會出現的形態。這次照片如同宣告愛因斯坦的理論正確。

人類至今對黑洞的描繪是基於理論構想出來的幻想圖,這次公布的照片終於令人類成功看見黑洞的真實姿態,意外地與過去人類的猜想未有太大出入。(路透社)

▼廣義相對論下黑洞的模樣

第三:黑洞力量可以非常強大

此次發現的黑洞位於距離太陽系5000萬光年的M87星系,據估算黑洞的質量是太陽的65億倍,「事件視界」伸延的長度比整個太陽系要大。

荷蘭阿姆斯特丹大學物理學教授馬爾科夫(Sera Markoff)表示,這黑洞把鄰近星體化成能量的效率比恆星自身核融合的要高出100倍:「這黑洞以超質量黑洞的標準來說還是太大了,根本是一個龐然怪物。」「這是人類目前發現,最強大的『宇宙引擎』。」

黑洞首張照片:「事件視界望遠鏡」項目集合了各地望遠鏡,組成一個望遠鏡網絡,以觀察黑洞。(EHT網站)

第四:全球可合作探索太空

這次的觀察由設置在歐美以至南極8具「事件視界望遠鏡」完成,根據國家科學基金會,整個研究項目由20個國家地區,包括香港、台灣及中國的科研團隊,是全球性的合作項目。

同時因每個望遠鏡得出的資訊異常龐大,資料只能親自攜帶前往數據中心而無法網傳,「沖曬」時間亦因而非常久。據悉要拍攝出這樣的照片,需要所有望遠鏡所在地處於良好天氣的狀態下才能進行,觀察期在2017年4月期間。

也就是說,這次的觀察成果不是特定某國的功勞,而是全球的合作成果,這次科學研究正好體現了人類為求真合作的精神。

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