超大质量双黑洞并合 3年后人类或将有幸“目睹”

  超大质量双黑洞在演化最后阶段的并合,究竟会是一种怎样的结果,目前还存在争议。有的理论认为,两个黑洞会像两个人面对面贴近跳舞一样,虽然距离很近,但始终无法合二为一;有的理论则认为,当两个黑洞越靠越近,随着引力波辐射散失掉大量能量,最终会无限贴近直至并合。

  安涛 中国科学院上海天文台研究员

  当两个超大质量黑洞逐渐靠近,并最终并合后,会发生什么?这个此前无人能够确切回答的问题,或许将在未来3年内得到答案。

  不久前,中国科学技术大学蒋凝博士领衔的国际研究团队发现了一个疑似将在未来3年内完成并合的超大质量双黑洞系统。如果这一发现得到证实,它将极有可能成为人类完整观测到的第一例超大质量双黑洞并合事件,为检验黑洞演化和引力波理论提供最佳研究对象。

  近日,在这一发现的基础上,一个由中国科学院上海天文台研究员安涛牵头的研究团队利用甚长基线干涉测量技术对这个超大质量双黑洞系统进行了首次高分辨率成像观测,研究了其并合前的射电结构和辐射状态,对今后对比研究双黑洞并合前后的辐射和动力学特征提供了重要参考。

  “看不见”的超大质量双黑洞并合

  当一颗质量是太阳几倍甚至几十倍的恒星走到生命尽头时,往往会以黑洞的形式终结一生。而双黑洞,顾名思义,便是由两个因引力作用相互吸引、绕转的黑洞组成的系统。随着时间的推移,这两个黑洞会像陀螺一样,不断旋转着向彼此靠近,最终发生双黑洞并合事件,并释放出引力波。

  按照质量划分,黑洞可以大致分为3类,即恒星级质量黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。就算是最小的恒星级质量黑洞,其质量也是太阳的数倍乃至数十倍。而超大质量黑洞,其质量则会在太阳的百万倍到百亿倍之间。根据现有的观测数据,科学家认为,大质量星系中心普遍存在着超大质量黑洞。比如不久前刚刚公布首张照片的银河系中心的超大质量黑洞Sgr A*,其质量便达到了太阳的400万倍。安涛表示:“银河系在茫茫宇宙中并不算大,有的星系质量比银河系大几千倍甚至上万倍,因此这些星系中心的黑洞质量也会更大。”

  超大质量黑洞是否也会发生双黑洞并合?答案是肯定的。在等级成团星系宇宙学演化框架下,两个星系之间的并合必然会产生超大质量双黑洞。安涛向科技日报记者介绍,超大质量双黑洞在演化最后阶段的并合,究竟会是一种怎样的结果,目前还存在争议。有的理论认为,两个黑洞会像两个人面对面贴近跳舞一样,虽然距离很近,但始终无法合二为一,此时二者之间的最小间距将达到约1秒差距(1秒差距约等于3.26光年);还有的理论则认为,当两个黑洞越靠越近,随着引力波辐射散失掉大量能量,最终会无限贴近直至并合,此时二者之间的间距约为毫秒差距,即0.001倍光年。但无论如何,双黑洞并合时二者间“亲密无间”的距离,都让直接观测超大质量双黑洞并合成为难题。“当两个黑洞之间距离过近时,就远远超出了望远镜的分辨率极限,无法直接观测成像,甚至分不清楚是一个黑洞还是两个黑洞。”安涛向记者解释道。

  另辟蹊径克服直接成像困难

  虽然没有办法用望远镜对超大质量双黑洞并合直接进行成像观测,但这不代表科学家没有其他手段探查其奥秘。

  通常人们看到的黑洞图像,黑洞周围往往存在着一圈发光物质,那是被黑洞吸引而来的气体、碎片等,天文学中称之为吸积盘。在稳定状态下的黑洞,其吸积盘通常也呈现出相对稳定的状态。但是一旦当两个超大质量黑洞逐渐开始旋转、靠近,并形成双黑洞系统时,其相互绕转会造成吸积盘及其周围气体云团的亮度发生变化。而这一变化便可被光学和X射线望远镜敏锐地察觉到。在此基础上,结合近年来飞速发展的时域天文学,天文学家便能够以时间为序列,对亮度变化的时间特征进行分析,得到所谓的光变曲线,从而对双黑洞的某些物理性质进行深入研究。

  一个引力束缚的双黑洞系统,由于轨道绕转,其光变曲线会呈现周期性特征。这样的超大质量双黑洞候选体,天文学家已经发现了很多,但它们没有一个表现出临近并合的特征。但天文学家并没有因此放弃,在不久前,蒋凝领衔的国际研究团队在近邻宇宙中发现了一个奇特的活动星系核,它的光变曲线呈现出周期衰减的震荡,在过去3年里,这一周期从一年逐渐减小到3个月。不仅如此,其光变的振幅也在逐渐减小,再结合其他观测特征和模型拟合预测的结果,该团队认为,这极有可能是一个将在3年内完成并合的超大质量双黑洞系统。人类终于有可能第一次“目睹”到超大质量双黑洞并合过程。

  为了证实这个史无前例的猜想,蒋凝领衔的研究团队以及国际上的多个团队正在开展后续的多波段观测,其中射电波段跟踪观测是重要的一部分。由于该候选体的射电辐射极其微弱,只有借助拥有极高分辨率和灵敏度的射电望远镜阵列才能对其进行进一步观测。

  于是,在获知这一发现后,安涛及其团队立即使用甚长基线干涉测量技术对该候选体进行了观测研究。简单来讲,甚长基线干涉测量技术是将几台独立的射电望远镜,通过组合形成一个大型射电望远镜阵列。而这台组合而成的“巨大望远镜”,其分辨率会随着望远镜之间距离增大而逐渐提高,即望远镜之间相距越远,分辨率越高。据安涛介绍,一般而言,望远镜之间的距离过远,会导致彼此间的信号传输不稳定,给后期的信号合成造成困难。但甚长基线干涉测量技术能够将每个望远镜观测到的数据进行独立记录,并汇总到一个数据中心进行分析,后期再利用特殊手段将各个望远镜的数据对齐合成,使得望远镜即使分布于全球各大洲,也不必担心受到信号传输距离的影响。

  对双黑洞系统的研究才刚刚开始

  蒋凝及安涛团队的一系列研究只是一个起点。超大质量双黑洞并合会产生什么结果?没有人敢下定论。释放引力波当然是最有可能的结果之一。但是不同于质量较低的双黑洞并合所引发的引力波,超大质量双黑洞并合所产生的引力波频率不在地面引力波探测器——激光干涉引力波天文台的探测范围内。不过,科学家也并非毫无办法,对于百万倍太阳质量的超大质量双黑洞并合事件,其辐射的引力波频率在毫赫兹频段,我国的“天琴”“太极”和欧洲LISA项目等未来空间低频引力波探测器都可以对其进行探测。但对于几亿到几十亿倍太阳质量的超大质量双黑洞并合产生的引力波,其频率更低,往往在纳赫兹到微赫兹之间,只能通过脉冲星计时阵列进行探测。

  在安涛看来,他们的研究才刚刚开始,“我们的第一轮观测主要是为以后的研究提供最初的基准和参照。”在接下来的几年内,研究团队将持续对这个双黑洞系统进行射电谱和甚长基线干涉测量技术成像观测,为跟踪超大质量双黑洞并合前最后时刻的活动性提供关键的观测信息,以及与并合后的射电观测相比较,以期能够完整了解超大质量双黑洞并合全过程。而蒋凝与安涛也都在得出相关结果后,不约而同地在第一时间将结果与国际天文界的同行们进行了分享,希望国际天文学家共同加入,来进一步研究和检验这个非同寻常的发现。安涛说:“这个候选体的发现和研究,对于进一步理解黑洞和星系演化非常重要,我们把结果分享出去,大家一起去努力探索,无论谁有了后续结果,都是人类探索宇宙未知的进步。”

  来源:科技日报

网络评论方法论⑨:守护好评论写作的初心

编者按:2022“好评中国”网络评论大赛已于4月28日正式启动,现面向全国征集参赛作品(大赛官网:https://t.cn/A6636tMx)。现在作品征集期内,策划“网络评论方法论”专题,将通过对判断选题价值、确定文章立意、形成有效论证、找到关键论据等基本写作环节的常识性探讨,为广大网络评论写作者拓展思路而抛砖引玉,仅供参考。

本文关键词:评论初心

□章丽鋆(光明网网评中心主任)

评论是一个人、一个媒体价值观的第一载体,它是思想的风暴呼啸之后沉淀下来的价值立场。评论的初心是什么?就是以理服人,以文化人。

在全媒体时代,面对媒体格局、舆论生态的不断变化,各家媒体都不断通过加强传播手段和话语方式的创新,推出一批有思想、有深度、有温度的评论作品。从长期的传播实践来看,在众声喧哗中,最终能够脱颖而出的评论作品,终归还是那些坚持以理服人,善于讲理的文章。正所谓“不畏浮云遮望眼,乱云飞渡仍从容”,有稳定的价值立场,能在舆论风暴中缕清思路,讲清道理是一个好评论必不可少的条件。

从事评论编辑工作十余年,对评论始终心怀敬畏之心。从一开始做评论,前辈就告诉我,你一定要清楚评论的作用是什么?一是把握历史大势,推改革,促开放,倡法治、惜民生;二是守护人文精神,维护人的尊严,尊重人的权利,呵护人的情感,表达人的态度。每一篇热腾腾的评论捧至手中时都会仔细衡量,它是否符合我们评论的初心。

以理服人,要与社会发展同频共振,亦要与普通人命运相惜。评论不能缺席重大时间节点,这是时代与人民的“互动”方式,也是阐释历史发展脉络的良好契机。

比如在马克思诞辰200周年的时间节点,中国新闻奖的获奖作品《马克思诞辰200周年:他始终“在场”》,就是一篇颇具特色的评论。马克思是谁?家喻户晓;但马克思主义为何在当代依旧闪耀着魅力?这个人们未必都能理解。而这篇文章正是要向人们或者说是互联网时代的人们展现的:马克思的辩证法和历史观如何穿越地域,影响世界、改变中国;他的学术枝叶又如何穿越时代,延伸出今天众多的马哲研究路径,从而始终保持着长久的哲学魅力,保持着对时代的“在场性”。文章找准了今天传播语境下马克思形象的新塑造方式,让“不一般”的马克思瞬间在人们脑海里具象化了;也是让人们了解马克思主义如何动态地、深层地影响着我们的社会,以及推进“马克思主义中国化”的意义所在。

再如,曾经喧嚣一时的“私营经济要逐渐离场”的论调,提出民营经济不宜继续盲目扩大等观点,在网上引起舆论哗然。经济日报当即推出评论《对“私营经济离场论”这类蛊惑人心的奇谈怪论应高度警惕》,直指要害,毫不妥协。文章称,今日中国,已经成为世界第二大经济体、第一大工业国、第一大货物贸易国、第一大外汇储备国;人民生活已从短缺走向充裕、从贫困走向小康。改革开放给中国带来翻天覆地的变化,根本无从得出要对非公有制经济“卸磨杀驴”、以公有制取代非公有制的方式发展混合所有制经济的荒谬结论。

光明网评论员紧随其后推出《改革开放40年:更要坚定市场导向》。文章指出,无论从市场形成的全部历史看,还是从中国市场体制构建的历程看,多种所有制的存在及其发育程度,是决定市场导向确立及其成长路径的前置性因素。从来就不存在没有多种所有制的市场,因而私营经济的离场,铁定意味着市场导向的反转,也一定导致市场体制的坍塌,必然地,市场配置资源的作用更是无从谈起。“改革开放40年,只是历史一瞬。中国要继续发展进步,要更加富裕、更加具有活力,前提就是坚持市场导向,坚定市场导向。只要这个导向在,多种所有制形式也必定在。反之亦然。”

人民日报新媒体紧接着推出评论《民营经济:只会壮大、不会离场》。文章直接指出,国家支持民营经济发展,是明确的、一贯的,而且是不断深化的,不是一时的权宜之计,更不是过河拆桥式的策略性利用。

舆论战前后近两个月时间,随后召开的民营企业座谈会,重申了必须坚定“两个毫不动摇”的方针,批驳了否定、怀疑民营经济的言论,给广大民企送上了“定心丸”,也激励了全面深化改革的动力。

社会的发展与普通人的命运休戚相关,看似一篇网文掀起的风浪,若没有得到及时的纠正,讲不通这个道理,那市场的信心崩塌,普通人的未来又何去何从,所以此刻的好评论就是风雨摇摆纷纷扰扰中的“定心丸”,绝不允许缺席。

以文化人,守护人文精神,引导向善向好是评论不可或缺的情怀。

新冠疫情的突袭,让评论的视线也始终关注疫情相关的新闻。面对重大突发事件,我们看到了国家的应对,也看到了人的努力。在抗疫前期,因为对未知病毒的恐惧,各地形势艰难,“硬核”封堵措施纷纷出台,“带病回乡,不肖子孙”“建设祖国你不在,千里投毒你最快”等口号频频出现,舆论场进入高度失焦状态。光明日报当即推出评论文章《湖北人,是同胞也是同袍》《回国的他们,也曾包机送口罩》,只读标题便明白所要阐述的观点,同时将人文情怀蕴含其中,评论没有站在舞台上指点江山,只是站在人群中喊出了“同胞也是同袍”的概念,瞬间将舆论场疯狂对立情绪拉回到抗疫的统一战线。

再以中国新闻奖获奖的评论作品《疫情当前,怎么火了一句唐诗?》为例,当舆论场上关于日本援助物资上的“山川异域,风月同天”“岂曰无衣,与子同裳”“辽河雪融,富山花开;同气连枝,共盼春来”等话语人声鼎沸时,该文没有去加剧舆论场中对立的情绪,而是讲述一种文明感,而“这种文明感,又恰是疫情发展到当下,急需强调之事”,将大众情绪带回依法文明防控的基本面上。共识共情同理,打动人心的同时凝聚起力量,得到各方点赞。即便是在疫情防控的第三年,“语言的体面、情感的深刻、行为的得体”依然被很多业内人士反复提及。

傅雷先生曾说,“哪一种主义也好,倘没有深刻的人生观,真实的生活体验,迅速而犀利的观察,熟练的文字技能,活泼丰富的想象,决不能产生一件像样的作品”。每次下笔之前,都先问一问自己,写这篇评论的初心是什么?以理服人,以文化人,守护好这份写作的初心,让每一次落笔的文字都如流水一般,清澈澄明,刚柔相济。

近期,以“新时代 新征程 新青年”为主题的2022“好评中国”网络评论大赛已在湖南长沙正式启动,大赛面向全国征集优秀评论作品。期待“好评中国”让一批优秀的评论作品脱颖而出,推出更多讲道理、体民情,聚人心的评论,真正实现“以一言而立骨”,更加凝聚起团结奋进的磅礴力量。

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