第一财经|独家对话ESO荣誉天文学家巴德:“黑洞”获诺奖将推动天文观测设施投资

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黑洞是时空的迷宫 , 无论是物质还是光线都无法逃脱 。 其巨大的质量、近乎于点的体积、吞噬一切的引力和无限大的时空曲率 , 吸引着人类一百多年来持续的探索 。
今年的诺贝尔物理学奖授予了三位科学家在黑洞研究方面的工作 , 引起了天文学的轰动 。 当地时间10月6日 , 瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布 , 将2020年诺贝尔物理学奖的一半授予罗杰·彭罗斯(Roger Penrose) , 另一半授予雷因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·格兹(Andrea Ghez) , 以表彰他们发现了“黑洞” 。
法国天体物理学家、法国国家科学研究中心(CNRS)主任让-皮埃尔·卢米涅(Jean-Pierre Luminet)教授对第一财经采访人员表示:“黑洞能获得诺贝尔奖真是个太大的惊喜了!这对于宇宙科学来说是一个很好的信号 , 在瑞典科学院看来 , 宇宙科学似乎‘风起云涌’!”
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100年前 , 爱因斯坦广义相对论提出后不久 , 便有科学家探讨了黑洞周围的光线弯曲现象 。 卢米涅教授等人研究分析了克尔黑洞(Kerr black hole) , 并计算出黑洞的自转如何影响事件视界投影的形状 , 模拟出首张黑洞的图像 。 2019年4月 , 科学家发布了银河系M87中心的巨大黑洞的第一张望远镜照片 , 提供了黑洞存在的直接“视觉”证据 。
卢米涅教授在40年前绘制了人类首张黑洞图片 , 这张图片与去年发布的黑洞真实图片惊人相似 。 他表示 , 现年86岁的新西兰天体物理学家罗伊·克尔(Roy Kerr)在1963年发现了描述旋转黑洞的广义相对论方程的精确解 , 对2019年4月发表的人类历史上第一张黑洞照片也有重要贡献 。
去年诺贝尔物理奖获得者米歇尔·马约尔(Michel Mayor)教授对第一财经采访人员表示:“天体物理学未来几年还将引来非常激动人心的发现 , 并有望继续成为诺贝尔奖的主题 , 比如银河系中黑洞的影像图 。 ”
欧洲南方天文台(ESO)荣誉天文学家迪特里希·巴德(Dietrich Baade)教授也对第一财经采访人员表示:“黑洞图像值得获得诺贝尔奖 。 ”巴德教授团队今年发现了迄今为止离地球最近的黑洞 , 他还准确预测了黑洞的发现有望获得今年诺贝尔物理学奖 , 并准确预测了德国马普所的莱因哈特·根策尔(Reinhard Genzel)教授有望获奖 。
巴德教授解释说 , 今年诺贝尔物理学奖获得者里卡尔多·贾科尼(Riccardo Giacconi)教授引入了与哈勃太空望远镜相同的观测模式来观测黑洞 , “根据这种模式的观测计划是革命性的 , ESO是第一个大规模提供这种观测的主要观测站 。 ”
2013年起 , ESO开始打造世界上最大型的光学望远镜“欧洲极大望远镜”(E-ELT) 。 该望远镜位于智利北部的山上 , 能够观察到恒星周围的行星和黑洞等 , 预计2022年完成 , 投入超过10亿欧元 。
科学家希望借此观察到黑洞的形成、其他宇宙间的物质形成 , 以及太阳系之外的行星 。 巴德教授等天文学家今年5月发现了一颗4.2倍太阳质量的小黑洞 , 这颗黑洞位于三星系统中 , 距离地球1000光年 , 是迄今为止人类发现的最近黑洞 , 这也是人类肉眼能够看到的黑洞系统 。 该结果发表在了《天文与天体物理》杂志上 。
【第一财经|独家对话ESO荣誉天文学家巴德:“黑洞”获诺奖将推动天文观测设施投资】巴德教授告诉采访人员 , 通过技术的发展 , 未来人类还将发现更多黑洞 。 “通过寻找光学对应物的方法来发现黑洞的方法看起来不太可能 , 因为现在的X射线源的数量似乎相对完整 , 而且这些射线源通常距离很远 , 并且银河系大量的灰尘会吸收光源 , 因此不利于观测 。 ”巴德教授表示:“我们必须以另一种方式进行黑洞的观测 , 也就是利用黑洞与其他物质相互作用的方式 , 即以双星形式围绕黑洞周围发光恒星的轨道运动进行搜寻 。 ”