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【黑洞相片】黑洞知多啲 (18:47)

全球引頸以待、人類史上歷來首張的黑洞照片,最快本港時間今晚9時發布,屆時全球包括上海及台北等六個城市的科學家將舉行記者會,以不同語言直播由「事件視界望遠鏡」 (Event Horizon Telescope,EHT) 項目所拍到的黑洞照片。究竟黑洞是什麼?過去有不少科學家致力揭開其神秘面紗,逐漸為人類解開這條宇宙難題。以下是有關黑洞的小知識。

什麼是黑洞?

黑洞是一種擁有龐大質量的天體,其引力非常強大,任何被吸入的物質都無法逃脫,包括光,因此理論上黑洞無法被看見。

黑洞可分為因恆星崩塌內縮形成的「恆星黑洞」(stellar black hole)及位於各星系中心的超大質量黑洞。今次觀測的其中一個超大質量黑洞「人馬座A*」(Sagittarius A*)位於銀河系中心,另一目標則位於「處女座A」星系(Virgo A,又稱M87),兩者大小懸殊。前者直徑1270萬公里,擁有400萬個太陽質量;後者直徑達177億公里,約有10億個太陽質量。

什麼是事件視界?

「事件視界」(event horizon)又稱為「不歸點」(the point of no return),是黑洞的界線。

物體向着黑洞心越過事件視界後,因逃逸所需的速度將超過光速,而廣義相對論指出沒有任何事物比光速更快,因此理論上進入黑洞的物體便無法離開,在事件視界外亦無法觀察黑洞內部。

「事件視界望遠鏡」如何「拍攝」黑洞?

科學家透過蒐集黑洞的事件視界周邊的物質輻射數據,來拍下黑洞的「剪影」。

設於美國、墨西哥、西班牙與南極等地的望遠鏡於2017年4月進行觀測,形成一個口徑相當於地球直徑的望遠鏡,所得數據隨後集中分析合併後形成照片。中國大陸多個機構及大學均直接參與研究;台灣中央研究院的天文及天文物理研究所與哈佛大學團隊合作架設格陵蘭望遠鏡,該望遠鏡於今次黑洞照片拍攝後才加入研究。

黑洞照片有何重要性?

愛因斯坦提出的廣義相對論曾推測,黑洞的形狀是圓形,觀察結果可印證廣義相對論。

不過,即使黑洞剪影呈扁狀,亦不一定代表廣義相對論被全盤推翻,但理論可能須修訂。此前「激光干涉儀重力波觀測站」(LIGO)觀測到黑洞合併的現像,印證了廣義相對論其中一項基礎預測。

(EHT/NASA)

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