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黑洞原來長這樣!人類史上首張黑洞照曝光

人類史上首張黑洞照片。圖╱中研院提供 人類史上首張黑洞照片。圖╱中研院提供
格陵蘭望遠鏡於格陵蘭空軍基地現況照片。圖/中研院提供 格陵蘭望遠鏡於格陵蘭空軍基地現況照片。圖/中研院提供

影片來源:YouTube

黑洞原來長這樣 !全球首張黑洞照片,台灣時間今晚晚間9點7分(美東時間早上9點7分)曝光,包括台北在內共6座國際城市,同步曝光這張令全球觀眾屏息的神祕照片,也象徵台灣和全世界頂尖科學家聯手,豎立人類歷史的重要里程碑。

台灣中研院今晚8時半舉行「事件視界望遠鏡(EHT)首次成果發表記者會」,此一記者會將與美國華盛頓、智利聖地牙哥、日本東京、比利時布魯塞爾、中國上海等五座城市同步舉行,向全球觀眾直播集合全球頂尖望遠鏡之力,首次完成的黑洞影像,解開宇宙最大的奧祕。

➤➤➤ Q&A:黑洞真的存在嗎?科學團隊大解惑

各場發表會主持人包括中央研究院院長廖俊智、美國國家科學基金會主任France A. Córdova(華盛頓特區)、歐盟研究科學創新執委會委員Carlos Moedas(布魯塞爾)、ALMA天文台台長Sean Dougherty、歐南天文台台長 Xavier Barcons(聖地牙哥)。用中、英、日、西班牙等多國語言,向全世界宣布此一震撼人心的世紀大發現。

透過全球不同地點的天文望遠鏡觀測與模擬後,參與的科學家對黑洞如此呈現,皆表示如預期,沒有意外;計畫主持人杜勒曼(Shep Doeleman)被問到終於得到史上首次黑洞影像的感受時表示,團隊成員都鬆了口氣,他形容這個影像「如此真實」,「像個戒指一樣」。

廖俊智指出,此為史上第一張超大質量黑洞影像,「這是一個空前的紀錄」。全球八個參與此計畫的觀測站中,中研院天文所參與三個觀測站,負責其中四個望遠鏡的建設與運轉。他希望透過此次記者會,告訴國人,台灣在世界重要的科學研究之中,占有一席之地。

➤➤➤影像如照片失焦?孫維新解答科學家感動的原因

談到台灣在此項研究扮演的角色,中研院表示,EHT的研究結果將是人類第一次能夠驗證黑洞是否存在於宇宙之間的理論,也是愛因斯坦廣義相對論問世百年後,對該理論最終的科學驗證。中研院十年前便開始加入此計畫,台灣的天文學者投入的研究資源與人力,帶給人類知識突破性進展;這也是台灣身為地球村的一分子,帶給國際社會最有價值的貢獻。

怎麼拍?要有一個「口徑地球大的望遠鏡」

談到「黑洞」,你我心中會浮現出一個畫面。然而,我們印象中的「黑洞」畫面,都是電影或藝術家所虛擬,真正的黑洞模樣,從來沒人能拍到。

黑洞本身是「黑」的,實際上看不到;但因為大黑洞在中間,光線會轉彎,造成左側比右側更亮,中間黑色部分是黑洞的「陰影」,形成黑洞的邊界,此一陰影稱為「事件視界(event horizon)」。透過拍攝事件視界,可以間接證明黑洞的存在,「事件視界望遠鏡(event horizon telescope,簡稱EHT)的名稱因此而來。

➤➤➤相對論沒錯! 人類歷史首張黑洞照片作證

但要找到一個可以拍攝黑洞影像的天文望遠鏡,實際是不可能的,因為它必須要擁有如一個地球大的口徑,才能捕捉黑洞影像。要製造「口徑如一個地球大的望遠鏡」聽來不可思議,EHT研究團隊想出一個辦法,他們集合散布世界各地的頂尖望遠鏡,這些望遠鏡運用超長基線干涉技術,同時觀測黑洞的某個方位,再將觀測到的數據拼湊起來,其效果等同一個「口徑如一個地球大的望遠鏡」,便可完成黑洞的照片。

8個觀測站影像數據 「洗照片」花2年

EHT計畫共有全球8個觀測站、200多名研究人員參與,觀測離地球較近的兩個黑洞:銀河系中央黑洞與M87黑洞。今公布第一波黑洞影像成果。這些影像數據早在兩年前便拍到,卻必須經過兩年的「洗照片」,才能完成令人屏息的黑洞影像。

廣義相對論問世百年後 終有科學驗證

中研院天文所主導的北極圈天文觀測站「格陵蘭」望遠鏡,去年4月正式加入「事件視界望遠鏡」(EHT)全球陣列計畫的觀測,此計畫目標是透過全球各地眾多電波望遠鏡相連,形成高影像解析度的全球陣列,觀測星系中的超大質量黑洞,並進一步驗證愛因斯坦的廣義相對論。台北因此成為全球六大直播城市之一。

格陵蘭望遠鏡本身是一個口徑12公尺的電波天線望遠鏡,並於2011年,由美國國家科學基金會等單位授予現在的天文團隊(包括台灣與美國團隊)。在中研院天文所主導下,將望遠鏡重新改裝以適應酷寒環境,並搬遷到格陵蘭。

格陵蘭望遠鏡加入EHT觀測後,與夏威夷的SMA、JCMT、智利的ALMA及歐洲、南極等地的望遠鏡,形成一個口徑接近地球直徑的陣列式望遠鏡。其影像解析能力比全世界最強的光學望遠鏡還高1000倍,相當於從地球上清楚的看到月球上的一顆棒球;站在美國東岸看到美國西岸的一枚硬幣,還能讀出硬幣正面所寫的製造年份;或是身在紐約,看見洛杉磯一個高爾夫球上的凹洞。

EHT計畫共有全球兩百多名研究人員參與,今天公布第一波黑洞影像成果。EHT計畫工作人員之前曾在網站宣布,此一計畫觀測離地球較近的兩個黑洞:銀河系中央黑洞與M87黑洞。

中研院天文所主導的北極圈天文觀測站「格陵蘭望遠鏡」,去年四月正式加入「事件視界望遠鏡(EHT)」計畫的觀測。此計畫目標是透過全球各地眾多電波望遠鏡相連,形成高影像解析度的全球陣列,觀測星系中的超大質量黑洞,並進一步驗證愛因斯坦的廣義相對論。台北因此成為此次黑洞影像公布記者會全球六大直播城市之一。

事件視界遠鏡示意圖。取自中研院網站 事件視界遠鏡示意圖。取自中研院網站
黑洞影像。圖╱取自中研院直播 黑洞影像。圖╱取自中研院直播
於EHT連線演習期間,工作團隊在格陵蘭空軍基地的格陵蘭望遠鏡控制室內合照。由左至右:陳明堂(天文所)、Nimesh Patel(史密松天文臺)、劉冠宇(天文所/東亞天文臺)、淺田圭一(天文所)及西岡宏朗(天文所)。圖/中研院提供 於EHT連線演習期間,工作團隊在格陵蘭空軍基地的格陵蘭望遠鏡控制室內合照。由左至右:陳明堂(天文所)、Nimesh Patel(史密松天文臺)、劉冠宇(天文所/東亞天文臺)、淺田圭一(天文所)及西岡宏朗(天文所)。圖/中研院提供
人類首張黑洞影像。記者陳宛茜╱攝影 人類首張黑洞影像。記者陳宛茜╱攝影
取自中研院直播 取自中研院直播
黑洞影像。圖╱取自中研院直播 黑洞影像。圖╱取自中研院直播

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