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智利北部的阿塔卡馬沙漠,歐洲南方天文臺(tái)(ESO)的望遠(yuǎn)鏡和觀測(cè)臺(tái)就建在沙漠里一個(gè)偏遠(yuǎn)而干燥的山頂上。這里遠(yuǎn)離城市燈光,海拔高達(dá)5100米,一年有超過(guò)350個(gè)晴天,是地面天文研究的理想地點(diǎn)。 一個(gè)世紀(jì)之前,愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論首次預(yù)言了黑洞的存在,激發(fā)了人們的想象,很多科學(xué)概念也是在他的理論基礎(chǔ)上衍生的,此后,科學(xué)家在宇宙各處都探測(cè)到了黑洞,但實(shí)際上,沒(méi)有哪位天文學(xué)家真的見(jiàn)過(guò)黑洞。 2017年春,位于此地的ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列)與地球上另外八個(gè)望遠(yuǎn)鏡一起,組成全球首個(gè)虛擬超級(jí)望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)——事件視界望遠(yuǎn)鏡(EHT),瞄準(zhǔn)距地球約5500萬(wàn)光年的M87星系中心,試圖捕獲有史以來(lái)第一張黑洞照片。 就在三個(gè)小時(shí)前,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)兩年的“沖洗”,人類終于首次看到了黑洞的真面目,此前,人們從媒體上見(jiàn)過(guò)的那些扭曲時(shí)空的黑洞照片其實(shí)全是藝術(shù)演繹圖。 黑洞首張照片 “銀河系中心的黑洞與人類起源,以及我們已知的一切生命起源密切相關(guān)?!?/strong>與EHT合作的ALMA天文學(xué)家維奧莉特·因佩雷澤里(Violette Impellizzeri)說(shuō)。 作為天文物理史上最重要的謎題之一,通過(guò)種種想象、觀測(cè)和計(jì)算,人類從未停止過(guò)嘗試接近它的真相。 猶太神秘學(xué)中,關(guān)于黑洞的詩(shī)意解讀 來(lái)自加州大學(xué)圣巴巴拉分校的宗教研究教授、卡巴拉學(xué)者艾略特·沃爾夫森(Elliot Wolfson)在猶太人的神秘學(xué)——卡巴拉思想中找到宇宙學(xué)和神秘主義之間“耐人尋味的相似性”。 沃爾夫森明白科學(xué)與靈性的差別。但他認(rèn)為,兩者沒(méi)有必要一刀兩斷——考慮到神秘學(xué)對(duì)相互聯(lián)系的注重,這也許并不出人意料。他認(rèn)為,神秘主義的世界觀跟當(dāng)代科學(xué)高度相關(guān),這里的當(dāng)代科學(xué)不僅僅是宇宙學(xué),還包括生態(tài)學(xué)等。 將人類引領(lǐng)到如此龐大景觀的愛(ài)因斯坦,也曾懷疑人生 點(diǎn)擊圖片,查看完整文章 黑洞照片的面世,是愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論在極端條件下的又一次成功驗(yàn)證。截至目前為止,所有關(guān)于宇宙膨脹、引力波以及黑洞的概念都花費(fèi)了科學(xué)家很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)發(fā)展完善,因?yàn)樗鼈兌忌畈卦谙鄬?duì)論的景觀當(dāng)中。 然而最初,愛(ài)因斯坦自己也花了很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)接受宇宙膨脹和引力波的概念,甚至不愿相信黑洞的存在,他把論證其存在的觀點(diǎn)斥之為“缺乏說(shuō)服力”,并認(rèn)為自然過(guò)程不會(huì)允許黑洞的形成。 很多作家,其中包括著名物理學(xué)家喬治·伽莫夫(George Gamow),把愛(ài)因斯坦對(duì)這些概念的抗拒說(shuō)成是“失誤”,是他偉大的頭腦誤入歧途。 霍金畢生想要解決的問(wèn)題: 物體落入黑洞之后,它包含的所有信息去哪兒了? 點(diǎn)擊圖片,查看完整文章 當(dāng)今基礎(chǔ)理論物理學(xué)中,最讓人費(fèi)解的,也許要數(shù)黑洞信息悖論了。由于熱的物體會(huì)向太空散熱,黑洞的最終命運(yùn)將是逐漸蒸發(fā),不復(fù)存在。但這產(chǎn)生了一個(gè)問(wèn)題。按照量子世界的法則,信息是永不消失的。那么,一個(gè)物體落入黑洞后,該物體包含的所有信息去哪兒了? 斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)畢生致力于解決這個(gè)問(wèn)題,在他去世半年后,這位已故宇宙學(xué)家的最后一篇科學(xué)論文《黑洞熵與軟毛發(fā)》在他去世后由同事整理出版。 在這論文中,霍金和同事們論證了至少部分信息或許可以被保存下來(lái)的方法。論文的合著者,劍橋大學(xué)理論物理學(xué)教授馬爾科姆·佩里稱,這并非信息悖論的最終解答,但它提供了重大解題思路。 為什么黑洞的內(nèi)部永遠(yuǎn)在增長(zhǎng)?78歲的物理學(xué)家提出了一個(gè)可能的量子解釋 點(diǎn)擊圖片,查看完整文章 作為一種神秘、不可見(jiàn)的球體,黑洞盡管從外部看保持著恒定的大小,但內(nèi)部體積卻基本上是在永遠(yuǎn)保持增長(zhǎng),這怎么可能呢? 78歲的斯坦福大學(xué)教授、弦理論和全息原理的先驅(qū)倫納德·薩斯坎德(Leonard Susskind)和他的研究合作者利用簡(jiǎn)化模型,將黑洞以全息圖形式呈現(xiàn),提出黑洞體積增長(zhǎng)是因?yàn)樗鼈兊膹?fù)雜性在穩(wěn)步增長(zhǎng)。 假如復(fù)雜性確實(shí)是黑洞內(nèi)部空間體積的基礎(chǔ),薩斯坎德預(yù)見(jiàn),這將對(duì)我們對(duì)宇宙學(xué)的理解產(chǎn)生影響。 遠(yuǎn)離親人,在世界盡頭做科研的科學(xué)家,他們孤獨(dú)嗎? 點(diǎn)擊圖片,查看完整文章 2010年2月27日凌晨3點(diǎn)34分,智利中部發(fā)生8.8級(jí)地震,導(dǎo)致該國(guó)93%的人口供電中斷,525人死亡。但在智利阿塔卡馬沙漠ALMA的控制室內(nèi),天文學(xué)家保羅·C. 科爾特斯(Paulo C. Cortes)和其他50名左右的工作人員竟渾然不覺(jué)。直到發(fā)現(xiàn)所有的通信線路都中斷了——就連附近小村圣佩德羅的電話也打不通了——才知道出事了。 在“世界盡頭”的超凡美景中鉆研當(dāng)今物理學(xué)界一些最大的難題,對(duì)一些科學(xué)家來(lái)說(shuō)這樣的機(jī)會(huì)實(shí)在難以放過(guò)。但代價(jià)也是高昂的:很多人都飽受孤獨(dú)的煎熬,婚姻關(guān)系緊張,錯(cuò)過(guò)孩子的成長(zhǎng),但他們不能一走了之。 于是,他們?cè)谏鐣?huì)交往與潛心鉆研這兩種互斥的生活形式之間,頻繁地來(lái)回切換,滿足著兩者的不同需求,交替體驗(yàn)著喜悅與挫敗。 ALMA觀測(cè)點(diǎn)壯美的落日(圖片來(lái)源: theatlantic) “我喜歡望遠(yuǎn)鏡。” EHT項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、美國(guó)哈佛-史密森天體物理學(xué)中心資深天文學(xué)家杜爾曼說(shuō),他經(jīng)常前往世界各地的EHT站點(diǎn),其中很多都位于極端環(huán)境中,比如安第斯山脈和內(nèi)格拉火山。 “我們不知道會(huì)看到什么。有時(shí)候,自然是很殘酷的。你看到的也許毫無(wú)亮點(diǎn)。但我們并沒(méi)有寄情于一個(gè)結(jié)果——我們要看的是自然的本來(lái)面目。” |
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