一群「瘋子」要給黑洞拍寫真，動手之前卻把顯卡給黑了

出品：川陀太空

作者：紫金山天文台puresky、南大天文謝頓，伊卡洛斯

川陀太空訊天文學家都是一群「瘋子」，這句話真不假，既要研究天體物理，又要當兩個娃的爹，這也不是一件容易的事，問一下迪米特里奧斯·帕薩提斯就知道了。這位亞利桑那大學的天文物理學教授，就不斷地在法國煎餅食譜和一排可跟蹤黑洞外貌的計算機模擬之間來回切換。

這個故事很有趣，如果你要當一名天文學家，還得是一個電腦高手，請記住，電腦永遠都是一個工具，即便他擁有意識之後，別對它客氣，往死里整都行。

帕薩提斯教授作為哈佛大學拉德克利夫高等研究院的科學家，他的工作就是捕捉銀河系中心巨大黑洞的第一張照片，並且研究黑洞所有行為。目前他正在領導事件視界望遠鏡EHT項目，這是一項多國合作項目，涉及超過100位研究人員，其中也包括他的妻子前拉德克利夫研究助理。

事件視界望遠鏡不是一台望遠鏡，而是一系列分散在世界各地的超級射電望遠鏡，它們組網後可觀測到遙遠黑洞。到明年春天，它們將同時對準銀河系中心的人馬座A*黑洞，屆時科學家將把地球變成一隻巨眼。

人馬座A*是由阿爾伯特·愛因斯坦和廣義相對論首先預言的黑洞，並在此後成了無數理論物理學家的研究課題，其中就有著名的宇宙偵探、網紅、怪咖、輪椅上的巨人史蒂芬-霍金。

不過霍金最火的頭銜也僅僅是網紅而已，相比較這位，那簡直是小鳥見大鳥了：

沒錯，他這就是混得最好的80後，頭銜自然也不賴

一大堆關鍵詞，我只能截圖了·····

不過對於中華文化而言，再多的頭銜也白搭，有一個詞叫做外號···

話說回來，上面那位黑洞煎餅俠帕薩提斯的工作就是改進用來分析EHT數據的計算機模擬數據，從而確定黑洞的大小和形狀，這些結果將能夠證明愛因斯坦的理論——引力是由時空連續體的曲率造成的。

觀測和計算黑洞的研究人員都明白，需要看到那些迄今為止還不可見的東西，究竟如何來拍這個正在旋轉的、巨大的、黑色深淵圖像？科學家認為不用直接拍，捕捉到它的影子即可。

其實黑洞可以這樣拍：人馬座A*周圍有繞著其運行的帶電粒子，來自附近恆星表面噴射流。這些粒子以超音速運動，熱化到上百萬度，形成了發光的等離子體，即吸積盤，它們在被黑洞吞沒前圍繞在其周圍。這些等離子體如此之熱，它們正在發出能被望遠鏡探測到的無線電波，這就相當於把黑洞放在發光的等離子體前，你就得到了一個影子，一個輪廓。

正如電影星際穿越的特效團隊所發現的，得到一張現實的黑洞圖像是非常非常耗時的，電影里某些單獨的幀據說花了100小時來渲染。

帕薩提斯和他的團隊迫切希望加快這個運算進程，於是黑進了他們計算機的顯卡，用於控制如何在屏幕上顯示圖像的電路板——給它添加了一點額外的東西。我們讓它給那些晶元編程來做黑洞出現時的渲染，如果帕薩提斯和他的同事們得到的圖像是完美的圓形，它將表明愛因斯坦是完全正確的。但如果圖像開始變形和彎曲，這意味著他的理論可能需要進行一些調整。

黑洞的影子形狀可以告訴我們黑洞外面的引力場究竟是什麼樣的，通過測量影子，我們可以驗證愛因斯坦的理論。

在1990年代，科學家就開始探討黑洞周圍等離子體的早期模擬，這一研究幫助確定了最可能看到的黑洞事件視界射電波長大約為一毫米。該工作以謝潑德·多勒曼的研究為基礎，他是哈佛史密松天體物理中心的天體物理學家，事件視界項目的首席研究員，是他在2008年首先測量了吸積盤的發光區域的大小。但懷疑論者一直都存在，總是有一些人會疑惑像帕薩提斯這樣的研究對地球上的生命有什麼影響，即便人馬座A*黑洞遠在26000光年之外，這個土生土長的希臘人還頗有幾分哲學家的味道。

為支持他的觀點，他提到了德國數學家波恩哈德·黎曼的工作，後者對廣為接受的歐氏幾何模型提出了質疑，設想了一個兩條平行線最終相交的世界。此後，愛因斯坦才得以將廣義相對論建基於黎曼的數學框架之上。

TAG:三體科幻 |

※黑洞把光都給吞噬了，人類是怎麼發現它們的呢？
※就連光都會被黑洞束縛，那引力是如何逃脫黑洞呢？
※男子踩空掉進怪異黑洞，伸手一摸，嚇得額頭冒冷汗！
※當長得像黑洞的黑臉羊這樣望著你，你會不會被嚇哭啊
※霍金的黑洞預言或成真？黑洞竟然可以被蒸發掉？
※假如有一個很小的黑洞 你將手指伸向它會發生什麼？
※吃一小勺黑洞會怎麼樣？來餵飽飢餓的黑洞
※黑洞的存在並不是我們想像的那樣，並不黑也不是一個洞
※黑洞真的很「黑」嗎？它又是怎樣被發現的？
※黑洞到底是什麼樣子的？你可能想錯了，它其實並不黑，也不是個洞
※如果有一個很小的黑洞，如果將手指伸向它，會發生什麼？
※當一個黑洞蘇醒了，我們可以做些什麼？
※黑洞並不是黑色的？也不是一個洞？
※黑洞的另一頭是什麼？科學家給出的答案能讓你瘋狂！
※黑洞就在我們身邊，伸手可以碰到卻感覺不出！
※給黑洞拍照：黑洞暗影究竟什麼樣？
※光都無法逃脫黑洞的引力，那麼被黑洞吞噬的物體都去哪裡了？
※假設人掉進黑洞 竟然不會被撕碎？
※黑洞是否真的是一扇穿越之門？