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温州出了个探索黑洞“首席科学家” 听他揭秘背后故事


  “很幸运,能成为第一批看到黑洞真身的人类!”说起这张照片的面世,昨天,中国科学院上海天文台研究员、“黑洞反馈与宇宙线天体物理”研究团组首席科学家郭福来依然激动。首张黑洞照片公布当晚,这位温籍大咖受邀在澎湃新闻直播间为网友答疑“如何科学看黑洞”。

  4月10日晚,事件视界望远镜项目和中国科学院在上海天文台公布首张宇宙黑洞照片,让人类第一次目睹黑洞“真容”。同时对外公布这张照片的还有东京、华盛顿等全球五个城市。什么是黑洞?拍下首张黑洞照片的意义何在?这张照片是怎么拍到的?从事黑洞领域研究10余年的郭福来一一为我们解答。

 这是人类第一次直接看到黑洞的真面目

  郭福来说,这是人类第一次直接看到黑洞的真面目。首张黑洞照片的公布,最大的意义是确定黑洞的真实存在,“黑洞研究在天文学领域是个比较特别的领域。天文学大部分是研究已经观测到的对象,而黑洞是先有理论猜想,后有验证,最后才确认它的真实存在。”

  黑洞是在宇宙空间中存在的一种非常奇特的天体,德国科学家史瓦西在一百多年前根据爱因斯坦的广义相对论首先提出了有关黑洞的理论预言。按照这一预言,一切物质落入黑洞视界后都会消失得无影无踪,奔向奇点,连光都无法逃脱。黑洞本身不发光,一般很难观测到它的存在。但黑洞的存在对整个星系的影响又是巨大的,往往影响整个星系的气候和生态。

  经过百年的努力,天文学家发现几乎每个星系中心都存在一个百万到百亿个太阳质量的巨型黑洞,而且每个星系中可能还存在上亿个恒星级黑洞。目前,黑洞存在的间接证据已经有很多,但人类更渴望直接看到黑洞的面目。这次观测的结论,验证了爱因斯坦广义相对论的推断。

 首张黑洞照片2017年4月已拍到

  这次公布的这张黑洞图像揭示了室女座星系团中椭圆星系M87中心的黑洞。该黑洞距离地球5500万光年,质量为太阳的65亿倍。

  这张黑洞照片来之不易。郭福来说,能够观测到的黑洞并不多,很多黑洞不活跃或者处在休眠状态,本身很难被发现。这次拍下黑洞照片是由全球8台望远镜共同完成的,这些望远镜造价极其昂贵,需要全球顶尖科学家的协作配合才能完成。

  郭福来透露了一个“秘密”:其实黑洞照片早在2年前就已经拍到了。项目团队在2017年4月5日到11日之间对M87进行4次成功的联合观测,并经过近两年的数据处理,才把人类首张黑洞照片呈现给世人。除了M87,未来事件视界2017年也对银河系中心黑洞进行观测,目前数据处理分析还在进行中,未来也有可能对外公布,“银河系中心黑洞是已知距离地球最近的一个超大质量黑洞,但这个黑洞不太活跃,处在休眠的状态。相比M87,质量也比较小。”

  观测到黑洞的意义不仅仅在于科学研究。郭福来说,这项观测工程涉及众多前沿、尖端的技术,对设备的要求“非常非常非常高”,其中一部分技术成果今后可能有机会像wifi技术一样,从科学研究转为民用技术,造福世人。

  他出生于1978年高中毕业于瓯海中学

  郭福来1978年出生于我市瓯海,1993年毕业于南白象中学(初中),高中毕业于瓯海中学,高考进入中国科技大学学习。2008年于加州大学圣芭芭拉分校获哲学博士学位,2015年回国加入上海天文台。

  郭福来说,他是先喜欢上了物理这门课,后来大学的时候接触到天体物理,从事黑洞有关研究已经有10多年时间,目前主要是研究超大质量黑洞周围发生的现象,以及它对所在的星系或者星系团的影响。

  郭福来这些年在黑洞研究方面做出了不少成绩。2010年,美国费米伽玛射线空间望远镜在银河系中发现费米气泡,引起国际学术界轰动。郭福来与合作者随后在国际上首次提出银河系费米气泡的黑洞喷流模型,即证明银河系中心的超大质量黑洞的喷流爆发可以产生费米气泡,相关论文于2012年发表后被广泛引用。

  他目前有多个研究课题,主要侧重于超大质量黑洞、宇宙线天体物理、星系团中的气体介质物理等研究。郭福来说,黑洞的面纱揭开之后,接近黑洞事件视界的吸积流结构也会更清晰。除了研究黑洞对大尺度上星系的影响,他今后会更关注黑洞吸积方面的问题,研究黑洞如何将物质吸入、并“吹走”部分物质的过程。

  来源:温州都市报

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