美华裔天文学家讲述拍摄首张黑洞照片背后的故事(图)

文章来源: 侨报 于 2019-04-12

据美国侨报网报道，当地时间10日，被认为迈向人类天文学史里程碑的黑洞照片揭晓，引起全球各地民众的关注。美国一位华人科学家参加了为黑洞拍照的“事件视界望远镜”（EHT）计划，他就是来自亚利桑那大学的助理天文学家陈志均（Chi-Kwan Chan），也是“事件视界望远镜”（EHT）的软件及数据小组召集人。

　　
 

　　对于看到黑洞的第一个感觉，陈志均指出，他已看过几乎所有不同黑洞可能性的模拟影像，这张图片的结果，和他们计算的结果几乎一致，证实了爱因斯坦的相对论在极强引力下的预测。爱因斯坦的广义相对论在100年前已预测出黑洞，科学家通过超级电脑计算了大量模型，这些模型和天文学家们看到的东西是一样的，这是十分神奇的事。

　　之后，德国天文学家卡尔·史瓦西（Karl Schwarzschild）通过计算，证实了如果将大量物质集中于一个点，其周围就会产生奇异的现象。当时，连爱因斯坦本人也没有想到宇宙中真的存在黑洞。但随着过去几十年的天文观测，天文学家有间接的证据证明黑洞的存在，但从来没有人正式见到真正的黑洞。

　　之前，没有足够技术拍摄黑洞

　　黑洞有不同的尺度，此次，科学家拍摄的M87，是一个“超大型黑洞”。

　　陈志均表示，黑洞吸入物体时有发生，但现在才有照片公开的原因为，科学家之前虽可以拍摄黑洞，但没有足够的解析度，所以，黑洞在照片中只有一个像素大小。但EHT的厉害之处，在于有足够解析度去看到黑洞本身。

　　陈志均透露，该张黑洞照片源于2017年的数据。虽然当天文学家增加拍摄黑洞的望远镜数量，就可以拍摄更多细节，但因为地球大小所限，解析度无法再增加太多，除非把其中一个望远镜放在太空，才可以得到更清晰的影像。

　　2017年，EHT拍摄了不少黑洞，其中，只有两个黑洞足够大，能被EHT拍摄出来。其中一个是M87，另一个是银河系中心的黑洞。但由于有一些星际物质阻隔，科学家比较难看到银河系中心的黑洞成像。

　　陈志均表示，将来，还有很多黑洞的研究可以做，其中的一个，就是改造影像重建算法，以拍出更佳的黑洞照。科学家还可利用偏振性，来分析黑洞附近磁场的结构。

　　

　　亚利桑那大学（University of Arizona）助理天文学家陈志均（Chi-Kwan Chan）

　　陈志均从小有兴趣当科学家

　　陈志均出身于香港草根阶层，父母学历不高，所以，他小时候不知天文，也不清楚物理，但他自小对科学感兴趣，有兴趣做科学家。

　　陈志均成为科学家之路颇为曲折。在香港完成中五的课程（相等于美国的11年级）后，陈志均曾在得州逗留过2年，再到亚利桑那大学完成物理和数学本科学位，再在该校就读物理博士学位，专注于天文学。毕业后，他曾到哈佛大学、瑞典的北欧理论物理研究中心，后来回到亚利桑那大学，成为助理天文学家。

　　“事件视界望远镜”（EHT）计划，已经实行了10至20多年。在研究生时期，陈志均已经开始用超级电脑模拟黑洞。大约在2年前，他正式加入“事件视界望远镜”计划，开始做一些数据分析、影像成像等工作。

　　此次拍摄黑洞的团队有200多人，每个人的分工也不一样。有些人负责望远镜的部分，有些人负责数据分析。现在，作为软件和数据小组的召集人，陈志均主要设计和维持EHT的云计算设施。当有项目出现的时候，陈志均就要安排好工作，找人处理事项。陈志均说：“如果没有人做的时候，就要自己做。”

　　虽然陈志均不是数据分析和影像成像方面的召集人，但也是核心成员。他会和团队的科学家一起分析，也帮忙写出分析数据和影像成像的软件。

　　据报道，此次为黑洞照相，是全球性的项目，在2017年，共有8个望远镜参与。亚利桑利大学提供了2个望远镜，并有36人参加，参与教授级人物有8位，陈志均是其中一个。还有8名研究生，13名本科生，和7位望远镜职员参加。据陈志均所知，在美国，该项目只有他一位华人科学家和两名华人学生参与。