从猜想到看见,黑洞是不是你想象的样子

2019年04月11日15:07  来源:长江日报
 
原标题:从猜想到看见,黑洞是不是你想象的样子

  诚如《诗经·蒹葭》所咏:“所谓伊人,在水一方。”在看见之前,人们知道或意识到这个人的存在。黑洞在宇宙中广泛存在,直到2019年4月10日之后,人类得睹黑洞的“芳容”。

  从预言黑洞到拍到黑洞照片,很典型地遵循着科学发现的某种规律:先预言,再在科学预言的基础上通过科学观测,证明科学预言的科学性。

  天文学上一个最典型的例子,是“日心说”战胜“地心说”。古罗马时期天文学家托勒密是“地心说”集大成者,这种学说与宗教结合,成为中世纪西方世界的官方学说。16世纪初,哥白尼提出“日心说”,之后200年间,以伽利略为代表的一批天文学家的天文观测证实了“日心说”的相对合理性,并以牛顿万有引力完成理论解释。

  而基于万有引力,人们预言了海王星、冥王星等太阳系天体的存在,并最终观察到这些天体。

  人类对黑洞的预言,其实已经有200多年了。18世纪,英国地理学家约翰·米歇尔便已经预见到,宇宙中有一种致密天体,密度大到连光都完全无法逃逸。1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到爱因斯坦引力场方程的一个真空解,这个解从理论上预言了黑洞的存在。

  黑洞预言的悖论在于,黑洞恰恰是看不见的,但难题很容易就得到了解决:当黑洞会存在于一个恒星周围,会将恒星的气体撕扯到它自己身边,产生一个围绕黑洞旋转的气体盘,即吸积盘;而且一部分气体在掉入黑洞之前,会在磁场的作用下被沿转动方向抛射出去,形成喷流。

  在过去10多年里,全球8个射电望远镜组成“事件视界望远镜”项目,包括中国科学院上海天文台在内的一些国内机构也参与进来,同时对黑洞展开观测。8个射电望远镜联网后,理论上相当一个地球球面大小的天文望远镜,长期盯住银河系中心黑洞SgrA*和星系M87黑洞,收集了大量数据信息,然后是复杂的计算分析。

  中国人都懂的一个道理是,理论指导实践。而用英国哲学家卡尔·波普尔的分析框架,人类发现真正的过程就是先提出猜想、理论预言,然后进行证实与证伪。爱因斯坦相对论从预言上预言了黑洞,天文学家、物理学家观察到了黑洞的存在,现在全球天文台合作,揭开了“新娘的盖头”。

  □ 长江日报评论员 杨于泽

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