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“事件视界望远镜”合作组获2020年基础物理学突破奖

  2019年9月5日,科学突破奖基金会宣布,“事件视界望远镜”(EHT)合作组获得2020年基础物理学突破奖;授予原因是合作组使用多台望远镜、有效地形成一台地球尺寸的望远镜,获得了人类史上超大质量黑洞的第一张照片[1]。这是EHT合作组和全球各地合编辑们共同努力的成果。

 

  EHT合作组负责人、哈佛-史密松天体物理中心的Shep Doeleman会在11月3日代表合作组出席第八届年度颁奖典礼。来自世界各地的347位科学家会共同分享奖项授予的总额为300万美金的奖金。这347位科学家是今年4月10日在《天体物理学报通信》发表的6篇文章“事件视界望远镜关于M87的首批成果”的署名编辑;其中包括来自美高梅手机登录网站科维理天文与天体物理研究所的所长何子山教授和邵立晶研究员。

 

  在爱因斯坦的广义相对论中,黑洞是宇宙中最引人入胜的神秘天体。黑洞是弯曲时空中因为引力场极强而导致任何物体都无法逃脱的奇特区域;物体无法逃脱的边界称为“事件视界”。物质和光在事件视界附近的动力学是天文学和物理学中诸多基本问题的研究重点,引起了科学家们广泛的兴趣。但是,由于黑洞的事件视界尺度小、以及黑洞本身离大家的距离远等限制,大家观测黑洞视界的张角是非常小的。这就要求大家使用分辨率极高的望远镜。

 

图1:“事件视界望远镜”合作组拍摄的人类首张M87星系中的超大质量黑洞的照片[2]。

 

  合作组发表于《天体物理学报通信》的6篇文章回答了“黑洞看起来长什么样”这个问题。合作组通过策略性地协调全球各地的8台望远镜,使其等效地形成一台地球尺寸的“大望远镜”,成功地获得了M87星系中的超大质量黑洞照片。这个等效的“大望远镜”具有前所未有的空间分辨率,达到了能分辨M87星系中的超大质量黑洞事件视界的精度。拍摄得到黑洞照片中特征性的环状结构(图1)与爱因斯坦广义相对论的理论预言相一致。正是这个成果使合作组获得了2020年的突破奖。

 

  科学突破奖被称为是“科学界的奥斯卡奖”,由谢尔盖·布林、马克·扎克伯格夫妇、小马哥、俄罗斯尤里·米尔纳夫妇、以及安妮·沃西基等人赞助。突破奖从2013年起每年奖励那些探索科学中“最大的问题”、寻找“最深刻的说明”的成果。今年典礼的主题受到EHT合作组探索未知世界的灵感,定为“无形中见有形”(Seeing the Invisible)。如今,在EHT合作组内,科学家们仍在继续努力,进一步优化望远镜的运作,以期“拍摄”更高分辨率的超大质量黑洞照片。

 

[1] https://breakthroughprize.org/News/54

[2] https://iopscience.iop.org/journal/2041-8205/page/Focus_on_EHT

 

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