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捕捉到黑洞的圖像后，下一步是圖像什么？鳴謝:uux.cn/朱迪·布洛姆奎斯特/哈佛大學職員
（神秘的地球uux.cn）據(jù)哈佛大學（克莉·西蒙）：由哈佛大學和史密森尼天體物理中心(CfA)領導的一組國際研究人員在四年前實現(xiàn)了曾經(jīng)不可想象的事情:使用開創(chuàng)性的望遠鏡捕捉黑洞的圖像。
上個月，后下這些研究人員、捕捉步工程師和物理學家中的到黑洞一些人聚集在哈佛大學，考慮并開始起草下一步的圖像計劃:更密切地研究環(huán)繞發(fā)光橙色黑洞的光子環(huán)。該任務被稱為事件視界探索者(EHE)，后下該小組希望它能提供對位于星系中心的捕捉步黑洞的更多了解。
這個耗資3億美元的到黑洞項目研究了空間和時間的性質，它建立在2019年事件視界望遠鏡(EHT)項目的圖像成功基礎上，當時研究人員拍攝了第一張黑洞的后下照片，這是捕捉步一個非常小的焦點，“天空中最大的到黑洞一個只有一臂長的原子大小，”CfA的圖像天體物理學家邁克爾·約翰遜說。
“我們現(xiàn)在試圖做的是啟動一項太空任務，將EHT圖像的清晰度提高10倍，”約翰遜說。這將揭示光子環(huán)——由圍繞黑洞旋轉的光形成的環(huán)。約翰遜將這些描述為類似于“一個分層的婚禮蛋糕，每當光線經(jīng)過時，它就會堆積出一個更清晰的環(huán)。”目前，“我們在EHT的圖像中看不到這些。它們太窄了，無法與黑洞附近的其他光線區(qū)分開來，”他說。
這是一項艱巨的任務，但對于最近聚集的70多名研究人員來說，這個項目開始看起來可能了。“我們試圖弄清楚是否有什么精彩的表演。我們有什么理由不能在未來10年內推出這款產(chǎn)品？令人興奮的是沒有，”特許金融分析師協(xié)會的系統(tǒng)工程師賈尼斯·休斯頓說。“我們認為我們可以繼續(xù)加大油門，在未來十年內真正建成。”
這個概念似乎來自好萊塢的太空漫游。“探測光子環(huán)需要在航天器上記錄大量數(shù)據(jù)。我們計劃使用激光將相當于整個國會圖書館的信息傳輸?shù)降厍颍奔s瑟夫·佩萊格里諾大學科學和物理學史教授兼哈佛大學黑洞計劃主任彼得·加利森說。

然而，回報可能是曾經(jīng)看似不可能的事情的有力證明。舉例來說，光子環(huán)可以證明星系中心的黑洞在旋轉，并且在旋轉的時候，黑洞會拖著它們的時空一起旋轉。時空是一個數(shù)學模型，描述了宇宙的四維結構——長度、寬度、高度和時間。
“如果黑洞在旋轉，它會扭曲光子環(huán)的形狀，將其擠壓成橢圓形，”Galison說。如果EHE能夠測量光子環(huán)，“這將是對旋轉黑洞彎曲光路徑效果的堅如磐石的測量。”
在EHE可以發(fā)射之前，它面臨著巨大的挑戰(zhàn)，從建造冷卻到接近絕對零度的敏感接收器來記錄射到望遠鏡上的光，到發(fā)射直徑幾米、表面非常精確的碟形天線。“在美國宇航局，我們一直在推動工程的界限，探索宇宙的全新部分，”美國宇航局戈達德太空飛行中心的任務和儀器科學家Eliad Peretz說。“這是一個將許多不同系統(tǒng)中的突破性技術結合在一起的機會，讓我們比以往任何時候都更接近宇宙的邊緣。”
多米尼克·張(Dominic Chang)正在哈佛大學格里芬藝術與科學研究生院學習物理，他是推動該項目的理論物理科學家之一。在過去的兩年里，他一直在建立基于物理的模型，這些模型“計算速度很快，可以擬合數(shù)據(jù)來描述時空的三維幾何結構。”在研討會期間，Chang專注于EHE的科學應用，提出了工程師能夠合理構建的建議。
“基本上，我們想提出一套我們知道可以通過大量模擬來支持的想法。這個研討會引發(fā)了一連串的新想法。很高興能成為這個項目的一部分，并為與潛在的新實驗相關的突破性進展做出貢獻，”常說。
“這項任務將對美國天文學界在過去十年的調查中確定的多個優(yōu)先領域產(chǎn)生深遠的影響，”美國宇航局戈達德宇宙起源首席科學家彼得·庫爾琴斯基說。“這是一個非同尋常的機會，讓我們最終了解星系中心的巨大黑洞是如何形成的。”
FAS科學學院院長克里斯托弗·斯塔布斯(Christopher Stubbs)在研討會開始的一天發(fā)表了講話，在題為“走向大:大項目和大合作的科學家指南”的演講中為團隊提供了指導。
“這個小組和其他小組一起，成功地完成了對黑洞成像這一矛盾的事情，這很了不起，”他說。“利用這一點并繼續(xù)前進意義重大。”

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捕捉到黑洞的圖像后，下一步是什么？

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