为啥黑洞距离近了,拍照反而难了

  银河系中心黑洞距离地球有2.7万光年之遥,它的大小从地球上看去与从地球上看月亮上的甜甜圈差不多。要给它成像,就必须要保证望远镜足够灵敏,能分辨的细节足够小,从而才能确保“看得到”“看得清”。

  路如森 中国科学院上海天文台研究员

  继2019年人类首张黑洞照片发布后,又一黑洞的“真容”被拍摄到!北京时间5月12日,中国科学院上海天文台公布了银河系中心黑洞人马座A*(Sgr A*)的首张照片。全球其他5个城市(比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国台北、日本东京、美国华盛顿)也都与上海同步公布了这张令天文学家兴奋的照片。

  这张黑洞照片是由事件视界望远镜(EHT)合作组织,通过分布在全球的射电望远镜组网“拍摄”而成,它的发布给出了银河系中心人马座A*就是黑洞的实证,为理解这种被普遍认为居于大多数星系中心的“巨兽”提供了宝贵的线索。

  “组合”全球射电望远镜为黑洞拍照

  因为黑洞不发光,所以我们看不见黑洞自身,但绕转黑洞的发光气体给出了其存在的信号。

  广义相对论预言,黑洞存在,周围时空弯曲,气体被吸引下落。气体下落至黑洞的过程中,引力能转化为光和热,因此气体被加热至数十亿摄氏度。黑洞就像沉浸在一片类似发光气体的明亮区域内,看起来就像一片阴影,阴影周围环绕着一个由吸积或喷流辐射造成的、如新月状的光环。

  “完成对黑洞的成像,将为证明黑洞的存在提供直接的视觉证据。”中国科学院上海天文台研究员路如森表示,银河系中心黑洞距离地球有2.7万光年之遥,它的大小从地球上看去与从地球上看月亮上的甜甜圈差不多。要给它成像,就必须要保证望远镜足够灵敏,能分辨的细节足够小,从而才能确保“看得到”“看得清”。

  想要达到上述要求,望远镜的口径就需要达到地球直径的长度。然而,目前地球上已有的单个望远镜最大口径也只有500米。没有地球那么大的望远镜,如何才能给黑洞拍张合格的照片?天文学家想到了一个好办法——强强联合。EHT合作组织将分布在全球6个地理位置的8个射电望远镜“组合”起来,形成一个犹如地球那么大的“虚拟”望远镜,它的灵敏度和分辨力都是前所未有的。

  2017年,这8个北至西班牙,南至南极的望远镜向选定的目标撒出一张“大网”,“捞”回海量数据,为我们勾勒出黑洞的模样。但留给科学家的观测窗口期非常短暂,每年只有大约10天时间。

  除了观测时间上的限制,拍摄黑洞对天气条件的要求也极为苛刻。“因为大气中的水对这一观测波段的影响极大,水会影响射电波的强度,这就意味着降水会干扰观测。”中国科学院上海天文台台长、研究员沈志强说。

  因此这8个望远镜所在之处均位于海拔较高、降雨量极少、晴天概率非常高的地区。

  此外,要成功成像还必须要求所有望远镜在时间上完全同步。观测期间,每一个射电望远镜都收集并记录来自目标黑洞附近的射电波信号,这些数据被集成用于获得事件视界的图像。沈志强说:“为了确保信号的稳定性,EHT利用原子钟来确保其收集并记录的信号在时间上的同步。”

  为银心黑洞提供首个直接视觉证据

  科学家之前已观测到众多恒星围绕着银河系中心一个不可见的、致密的、质量极大的天体作轨道运动。这已强烈暗示这个被称作人马座A*的天体是一个黑洞,而这次发布的照片则提供了首个直接的视觉观测证据。

  2019年,人类发布的第一张黑洞照片,捕获的是更遥远星系M87的中心黑洞M87*。尽管M87*比银河系中心的黑洞人马座A*大了1500多倍,也重了1500多倍,但两个黑洞看起来格外相似。

  “它们来自两种不同类型的星系,且具有极不相同的黑洞质量,但当我们聚焦在这两个黑洞的边缘时,它们看起来又神奇地相似。”来自荷兰阿姆斯特丹大学的理论天体物理学家、EHT科学委员会联合主席萨拉·马尔科夫教授说:“这告诉我们,靠近黑洞的物体完全受广义相对论支配,我们在远处所看到的不同表象是由黑洞周围物质的差异造成的。”

  尽管人马座A*离地球更近,但是为其拍摄照片却比M87*艰难得多。来自美国斯图尔德天文台、亚利桑那大学天文系和数据科学所的科学家Chi-kwan Chan解释道:“周围气体均以几乎接近光速的速度绕着人马座A*和M87*高速旋转。气体绕转M87*一周需要几天到数周的时间,但对于小很多的人马座A*来说,几分钟内气体即可绕转一周。这意味着在EHT观测人马座A*时,该超大质量黑洞周围绕转气体的亮度和图案也在时刻快速变化着。给人马座A*拍照有点像给一只正在追逐自己尾巴的小狗拍张清晰照片。”

  这项成果的实现,集结了来自全球80个研究机构共300多名研究人员的奇思妙想。除了开发复杂的工具来克服人马座A*成像面临的挑战外,EHT合作组织还花了5年时间,用超级计算机合成和分析数据,编纂了前所未有的黑洞模拟数据库与观测结果进行严格比对。

  未来EHT将拍一部黑洞“电影”

  “现在我们能就这两个超大质量黑洞的差异展开研究。”来自天文与天体物理研究所的科学家Keiichi Asada表示,“利用已有的两个质量相差1500倍以上的黑洞的照片,我们将可以进一步检验极端环境下的引力。”

  人马座A*的照片是由2017年EHT观测数据中提取的诸多照片组合制作而成的。在此后的2018年、2020年和2021年,EHT合作组织并未停止观测研究的脚步。而且,EHT的台站数量还在不断增加,在2018年新增加了包括格陵兰望远镜在内的3个新的台站,观测阵覆盖范围进一步扩大。

  在未来的计划里,更多的望远镜将被用来扩展EHT观测阵,譬如已经建成的欧文斯山谷射电天文台和即将建造的非洲毫米波望远镜。除了望远镜数量的增加,从2023年开始,EHT将进行0.87毫米波段的观测,相比于相同情况下的1.3毫米波段的观测,分辨率提升了近50%。而人马座A*和M87*仍是EHT合作组织最重要的科学观测目标,天文学家正在探究它们是如何随时间变化的,并对其周围磁场展开研究。

  EHT数量的持续扩展和技术革新将使得科学家可以分享更多引人注目的天文照片,甚至是黑洞“电影”。“运用下一代EHT拍摄这样一部银河系中心黑洞的‘电影’,是天文学家的追求。”沈志强说,“我们正在规划建设中国的亚毫米波VLBI望远镜,以期参与到对人马座A*的24小时不间断的接力观测中。”

  我国科学家长期关注高分辨率黑洞成像研究。此次的EHT合作中,我国科学家积极参与了早期EHT国际合作的共同推动、EHT观测时间的共同申请、夏威夷麦克斯韦望远镜的观测运行,以及后期数据处理分析等。

  沈志强说:“我们还将把望远镜对准其他目标源,制作更多‘甜甜圈’。因为其他‘甜甜圈’更迷你,所以需要更高的角分辨率,建设空间望远镜或可以实现这一目标。”

  来源:科技日报

【无锡市疫情防控督察组:“松口气、歇歇脚”?不可!】
疫情防控的严峻复杂形势反复警示,防疫之弦必须时刻紧绷,千万不能有“松口气、歇歇脚”的想法。然而,市疫情防控督查组却连续发现了防疫松懈的现象:企业从疫区入场的物料与普通货物同库存放、酒店隔离点大门无人值守、休闲浴场无任何消杀记录……这些现象暴露出一些单位依然对疫情防控认识不足的事实,必须引起高度警惕。
“绳在细处断,冰在薄处裂”。督查组指出,疫情防控要清除麻痹思想、厌战情绪、侥幸心理、松劲心态,坚决防止在关键时期“掉链子”。督查单位切实整改,监管单位切实履职,共同努力在全社会织起一张全方位、无死角的防控大网。

01、江阴市申港街道
菜场是人员密集场所,不严格落实防疫措施居民如何放心购物?
5月10日14时20分,督查组来到江阴市申港街道临时菜场发现,按照规定该菜场应该在下午2点30分开门,但在规定的开门时间到来前几分钟,就已经有不少市民进入,当时菜场大门无人看管,市民随意进出、无人扫门铃码。菜场的开门时间与扫码时间没有协调一致,存在时间上的真空区。此外,现场看到,菜场扫码人员未穿一次性隔离衣、未戴面屏、N95口罩以及手套,防护措施不到位。(图1/2)

02、江阴市青阳镇
确保集中酒店隔离点的卫生安全,是坚守疫情防线、构建可靠公共卫生安全屏障的刚性要求,而有的酒店隔离点却在管理上疏于防范,留下了安全隐患。
5月11日9时47 分,督查组在位于青阳镇锡澄路1539号的一家酒店隔离点看到,这里的隔离点大门无人值守,大门没有关闭,存在交叉感染风险。(图3)

03、宜兴市宜城街道
督查组在检查中,发现了存在问题的隔离点有着不少共性的防疫漏洞,一些隔离点的管理亟待加强。
5月10日15时20分,督查组来到位于宜城街道龙潭西路的一个集中隔离点,发现这里的医护及工作人员配比不足。另外,缓冲区一脱间同时有多名医护人员脱防护服,脱完后医疗废物垃圾桶未及时关闭,二脱间也没有监控覆盖。(图4/5)

04、宜兴市万石镇
控制和阻断疫情传播风险,加强“人物同防”非常重要,而有的企业对此问题认识不清,管理上存在明显缺陷。
5月10日14时25分,督查组在位于万石镇的宙泽塑业发现,5月2日从疫区入场物料与普通货物同库存放,缺少明显标识,且未保持2米以上物理间隔。同时,未设置外来车辆卸货区,无隔离设施。(图6/7)

05.梁溪区扬名街道
确保娱乐场所落实防疫政策、安全有序经营,是织密织牢疫情防控网的关键环节。
然而,当督查组于5月11日13时17分来到扬名街道黎明电竞网咖时,看到大部分正在上网的人员未佩戴口罩。督查人员翻阅出入登记表发现,当天只登记了7个上网人员的身份信息,而现场有20余人正在上网,显然存在人员出入登记管理不严格现象。(图8/9)

06.梁溪区扬名街道
众所周知,人员密集的公共场所是疫情防控的重点,但依旧存在个别经营主体防疫措施不过关、员工麻痹松懈的现象,防疫情况令人堪忧。
5月11日13时35分,督查组来到扬名街道圣帝海纳休闲浴场,进门就发现桌上没有摆放任何消毒用品,督查人员询问前台是否有人员出入登记、消杀记录和应急预案等防疫措施,两名工作人员支支吾吾答不上来。随后,督查人员检查了该浴场的其他楼层,发现所有区域均无任何消杀记录,还缺乏应有的防疫用品,仅有的消杀用品是半瓶医用酒精,员工核酸检测记录为6日、9日。对此,督查组要求商户立即落实整改,务必做到防患于未然。(图10/11)

07.滨湖区蠡园街道
进入5月份以来,不少餐饮店的顾客多了起来,而有些店主在忙着生意的同时,却对店里有悖于疫情防控要求的现象“睁一只眼闭一只眼”。
5月10日10时50分,督查组来到隐秀路鸿桥村禧沁园快餐看到,厨房內工作人员未配戴口罩。随后在独月路顺旺基大食堂发现,门口虽然有值班的桌子,却没有值班人员,现场也没人要求扫门铃码、验行程码、测温,顾客直接进店,后门同样无人值守。(图12/13)

08、滨湖区马山街道
建筑工地外来人员多,人员流动性强,是疫情防控的重点场所,而有些建筑工地的防控存在着不应有的盲点。
5月9日15时10分, 督查组来到马山街道朝霞路与湖山路交叉口的无锡市第六人民医院迁建工程项目(马山街道卫生服务中心),发现这里工地大门紧闭。经过一番联系,工地门卫手里拿着香烟走了过来,虽然现场检查了门铃码,也做了信息登记,测了体温,但并未查验行程码。同行三人,只查验了一人就都放行了。随后出来的工程总包和甲方代表也未佩戴口罩。另外,督查人员还发现了工地的防疫物资储备不完善的问题。(图14/15)

坚持就是胜利,坚持才能胜利
当前疫情防控形势依然严峻
要以更大决心、更果断措施攻坚突破
拔点清面、直至全胜
为全市人民群众生命健康
和经济社会发展提供有力有效保障
(无锡发布)#无锡疫情# l#无锡疫情防控督查情况#

【《增广贤文》10句,藏着社会生存的大智慧】

《增广贤文》成书于明清,集结中国从古到今的各种格言、谚语。内容来自儒释道各家经典,其语句通顺,简单易懂,讲透中国人的人生哲学与处世之道。

01
相见易得好,久住难为人。

译文:刚开始交往很容易相处得好,长久在一起就很难相处。

感悟:人生总是初见的时候很美好,天天待在一起了就会产生各种矛盾。人与人之间要想保持良好的关系,必须要守好距离,把握分寸。

02
莫信直中直,须防仁不仁。
山中有直树,世上无直人。

译文:不要轻信那些所谓特别正直的人,也要防备那些标榜仁义却不仁义的人;山里有长得笔直的树,世上却没有完全正直的人。

感悟:害人之心不可有,防人之心不可无。这个世界上多得是道貌岸然的人,他们用正直伪装自己。一旦轻易相信,很容易被人利用,所以需要对人性有一定的警觉。

另一方面人性复杂幽深,不可能保持百分之百的正直。学会宽谅,也是人生的必须课。

03
有钱堪出众,无衣懒出门。

译文:有钱的人显得出众,没有衣服的人懒得出门。

感悟:金钱华服让人自信。没钱的人往往会失去自信。实际上,一个人的强大来自内心。凭借外物的自信,终究是不堪一击的纸老虎。

04
庭前生瑞草,好事不如无;
欲求生富贵,需下死功夫。

译文:庭院前长出了瑞草,这样的好事还不如没有。要想获得富贵的生活,必须要拼命努力。

感悟:古人觉得庭院前长出了瑞草是吉兆,为此很多人沾沾自喜,反而不思进取。那这瑞草还不如没有的好。人生不要有任何的侥幸心理,要取得成功,必须付出艰苦的努力。

05
会说说都是,不会说无理。

译文:能说会道的给人感觉说的都是对的,不会说话的给人感觉像是不懂礼义。

感悟:会做的不如会说的。你做再多,很多时候也不如嘴巴巧一点,甜一点,会说一点。这种情况下,嘴巴笨的人,就很吃亏。所以,学会说话,学会表达,是每个人的必修课。

06
忍一句,息一怒,
饶一着,退一步。

译文:忍住少说一句,压住一时的愤怒,让人一着,退上一步。

感悟:得饶人处且饶人,能退一步海阔天空。在气头上的时候,少说一句,就能避免不必要的冲突。这是一种大度,更是一种修养。

07
三十不豪,四十不富,
五十将来寻死路。

译文:三十岁不成为英豪,四十岁不富有,五十岁到了就死路一条了。

感悟:生命是很短暂的,年华逝去,再也没有重来的可能了。告诫人们珍惜大好年华,不要待人生蹉跎,空留悔恨。

08
官清书吏瘦,神灵庙祝肥。

译文:为官清廉,他的下属书吏就很清瘦;庙里的神仙很灵,管香火的就一定肥胖。

感悟:真正厉害的人可以见微知著。从一些很小的细节里,就能看到事情的真相。

09
莫将容易得,便作等闲看。

译文:不要将容易得到的,就看作平常之物。

感悟:人们总是憧憬远方,而忽略当下。那些已经得到的东西,人们往往不懂得珍惜。等到失去,才追悔莫及。

10
平生莫作皱眉事,世上应无切齿人。

译文:一生中不做令人不愉快的事,世上就没有痛恨你的人。

感悟:人和人都是相互的。你对别人好,别人也会对你好。如果做了让别人不痛快的事,别人也会找你不痛快。人生在世,要谨言慎行。让自己舒服的时候,也不能给别人添堵。


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