從猜想到看見,黑洞是不是你想象的樣子 | 長江評論
2019-04-10 20:23:00 來源: 長江日報
  黑洞在宇宙中廣泛存在,直到2019年4月10日之后,人類得睹黑洞的“芳容”。


  長江日報評論員 楊于澤
  誠如《詩經(jīng)·蒹葭》所詠:“所謂伊人,在水一方?!痹诳匆娭?,人們知道或意識到這個人的存在。黑洞在宇宙中廣泛存在,直到2019年4月10日之后,人類得睹黑洞的“芳容”。
  從預言黑洞到拍到黑洞照片,很典型地遵循著科學發(fā)現(xiàn)的某種規(guī)律:先預言,再在科學預言的基礎上通過科學觀測,證明科學預言的科學性。
  天文學上一個最典型的例子,是“日心說”戰(zhàn)勝“地心說”。古羅馬時期天文學家托勒密是“地心說”集大成者,這種學說與宗教結合,成為中世紀西方世界的官方學說。十六世紀初,哥白尼提出“日心說”,之后200年間,以伽利略為代表的一批天文學家的天文觀測證實了“日心說”的相對合理性,并以牛頓萬有引力完成理論解釋。
  而基于萬有引力,人們預言了海王星、冥王星等太陽系天體的存在,并最終觀察到這些天體。
  人類對黑洞的預言,其實已經(jīng)有兩百多年了。18世紀,英國地理學家約翰·米歇爾便已經(jīng)預見到,宇宙中有一種致密天體,密度大到連光都完全無法逃逸。1905年愛因斯坦發(fā)表狹義相對論,并于10年后發(fā)表著名的引力場論,由此得出一系列理論預言。1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到愛因斯坦引力場方程的一個真空解,這個解從理論上預言了黑洞的存在。
  黑洞預言的悖論在于,黑洞恰恰是看不見的,但難題很容易就得到了解決:當黑洞會存在于一個恒星周圍,會將恒星的氣體撕扯到它自己身邊,產(chǎn)生一個圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)的氣體盤,即吸積盤;而且一部分氣體在掉入黑洞之前,會在磁場的作用下被沿轉(zhuǎn)動方向拋射出去,形成噴流。
  在過去10多年里,全球8個射電望遠鏡組成“事件視界望遠鏡”項目,包括中國科學院上海天文臺在內(nèi)的一些國內(nèi)機構也參與進來,同時對黑洞展開觀測。8個射電望遠鏡聯(lián)網(wǎng)后,理論上相當一個地球球面大小的天文望遠鏡,長期盯住銀河系中心黑洞SgrA*和星系M87黑洞,收集了大量數(shù)據(jù)信息,然后是復雜的計算分析。
  中國人都懂的一個道理是,理論指導實踐。而用英國哲學家卡爾·波普爾的分析框架,人類發(fā)現(xiàn)真正的過程就是先提出猜想、理論預言,然后進行證實與證偽。愛因斯坦相對論從預言上預言了黑洞,天文學家、物理學家觀察到了黑洞的存在,現(xiàn)在全球天文臺合作,揭開了“新娘的蓋頭”。
  【編輯:金鑫】
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