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珞珈“理”堂 | 黑洞照片的科学奥秘

来源:  发布时间:2019-05-07 17:55:38 点击次数:

4月30日,北京大学天文系系主任吴学兵教授受邀为快三在线投注平台广大师生做了一场生动的学术报告,介绍了与黑洞照片相关的科学知识,包括黑洞拍摄的过程和科学意义,并提出未来借助更多黑洞的地面和空间观测,人类有望揭示黑洞更多的科学奥秘。

吴学兵教授,国家杰出青年基金获得者,北京大学快三投注平台天文系教授、系主任,科维理天文与天体物理研究所所长,中国天文学会副理事长。2015年获中国天文学会首届黄润乾天体物理基础研究奖,带领团队发现了宇宙早期质量最大的黑洞,成果入选2015年度中国科学十大进展、中国高等学校十大科技进展,2017年获教育部自然科学一等奖。

黑洞是宇宙最神秘的天体。4月10日,科学家公布了第一张黑洞照片,引发了世界轰动。吴教授详细介绍了首张黑洞照片,这张照片是在全球多地、200多名科学家共同合作下,经过两年多的数据处理最终得到的。吴教授还分享了科研工作者在处理黑洞照片过程中的小故事,引来同学们善意的笑声。

以黑洞照片为引子,吴教授从四个方面介绍了黑洞相关的科学知识。首先,介绍了在广义相对论下黑洞的概念,在黑洞周围时空弯曲程度最大,是宇宙中的“无尽深渊”;其次,介绍了黑洞的分类,主要包括原初黑洞、恒星级黑洞、中等质量黑洞、超大质量黑洞四类,黑洞的合并可以产生引力波;第三,介绍了类星体,类星体是中心具有超大质量黑洞、能量巨大的遥远天体,其中高红移类星体是研究遥远宇宙的重要探针;第四,肯定了黑洞直接成象的重要科学意义,这证明了黑洞的存在,为爱因斯坦相对论提供了在强引力场中成立的又一验证,对理解黑洞周围物质的吸积和喷流过程至关重要。

在铺垫了黑洞的相关基础知识后,吴教授展示了世界首张黑洞照片背后的科学奥秘。目前,黑洞研究面临的巨大挑战来源于天文望远镜的分辨极限,天文学中最小可分辨角定义为1.22λ/D,其中λ表示工作波长,D表示望远镜口径,因此研究中应尽可能使用短波长和大口径的望远镜。为了提高望远镜的分辨率极限,希望未来能通过更多的亚毫米波望远镜组成的干涉阵,得到更多的、更清晰的黑洞照片。

讲座结束后,同学们就黑洞内部结构、吸极盘形状、夸克星的存在、能否使用光学波长探测等问题积极提问,吴教授一一做出解答;一些对吴教授的学术报告感兴趣的同学在会后与吴教授继续深入交流。吴教授希望这次报告能帮助同学们领悟黑洞的科学奥秘,激发同学们探索宇宙的热情,期待更多有志学子投身天文学研究,为天文学的发展做出贡献!


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