恒星級(jí)黑洞是怎么產(chǎn)生的?通過觀測,我們知道“恒星級(jí)黑洞”是宇宙中一些大質(zhì)量的恒星演化而成的。在銀河系當(dāng)中,太陽系只是滄海一粟。天氣比較好的時(shí)候,在半夜出門會(huì)看到一條顏色不深的帶,其實(shí)這個(gè)帶就是由非常多恒星構(gòu)成的。這些恒星都是位于銀河系之內(nèi)。其實(shí)理論當(dāng)中,有一千多萬個(gè)恒星級(jí)黑洞,也就是幾十個(gè)太陽質(zhì)量的黑洞。但是因?yàn)楹诙幢旧聿话l(fā)光,只有在某些情況下它周圍的氣體才會(huì)發(fā)光,所以到目前為止我們也只探測到了十多個(gè)黑洞。它的探測是非常困難的,絕大多數(shù)的黑洞還沒有探測到。
距離我們最近的一個(gè)黑洞,它的距離大約是3400光年。在左邊的這張圖上,星星代表的就是太陽系在銀河系中所處的位置。那超大質(zhì)量黑洞在我們銀河系當(dāng)中有沒有呢?其實(shí)也有一個(gè)。因?yàn)樵诿總€(gè)星系的中心,都會(huì)有一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞。美國UCLA大學(xué)的艾德·蓋茨教授利用世界上最大的凱克10米望遠(yuǎn)鏡,對(duì)中心的黑洞質(zhì)量進(jìn)行了測量。他們利用最先進(jìn)的技術(shù)——干涉技術(shù)、激光導(dǎo)星技術(shù),以及自適應(yīng)的光學(xué)技術(shù),測定了一些黑洞周圍的恒星軌道。經(jīng)過將近十多年的測量,最終知道銀河系中間存在著一個(gè)大約為430萬太陽質(zhì)量的黑洞。
那剛才講了,對(duì)于天文學(xué)家來說,最基本的是知道了它的質(zhì)量,就可以區(qū)分出不同的黑洞。但是對(duì)于大眾來說,那黑洞有什么樣的意義呢?因?yàn)楹芏嗟那闆r下,比如霍金就說,黑洞中心有可能是通向另外一個(gè)宇宙的入口,而且像《星際穿越》,所謂蟲洞的種子有可能就在黑洞中心所產(chǎn)生。盡管現(xiàn)在我們還不知道,但是黑洞的研究可以幫助我們理解這些知識(shí)。
引力波給我們打開了一扇認(rèn)識(shí)宇宙的全新窗口,給目前的探測方式做了一個(gè)補(bǔ)充。兩種方式可能探測到不同的天體,也可能探測到同一個(gè)天體,但是能夠通過不同的方式去了解同一個(gè)天體的不同性質(zhì),就好比盲人摸象,一個(gè)盲人摸到的象,和一個(gè)具有多手段的人看到的象肯定是不一樣的。
四、中國現(xiàn)階段的引力波探測計(jì)劃
中國現(xiàn)階段的引力波探測計(jì)劃是什么呢?中國有一系列的計(jì)劃,比如太極計(jì)劃和天琴計(jì)劃,這兩個(gè)計(jì)劃都是空間項(xiàng)目,類似于歐洲的LISA計(jì)劃。另外,我們?cè)诘孛嫔嫌幸粋€(gè)阿里計(jì)劃,準(zhǔn)備在我國的西藏阿里放置一個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡,來觀測我們之前提到的源初引力波。還有貴州的射電望遠(yuǎn)鏡,以及SKA射電望遠(yuǎn)鏡,來對(duì)脈沖星進(jìn)行觀測,從而間接探測引力波的存在。
最后,我談一點(diǎn)作為一個(gè)科學(xué)家的思考和體會(huì)。因?yàn)槲业难芯糠较蚴翘煳?,這與大家的日常生活相差較遠(yuǎn),盡管在非常短的時(shí)間之內(nèi),大家不能夠體會(huì)到它所帶來的深刻好處,但是作為一門基礎(chǔ)學(xué)科,它通過一種非常緩慢的方式,在拓寬著人類的認(rèn)識(shí)極限,最終都是往前行的。類似于這次引力波的探測,它在1916年提出來,在2016年年初的時(shí)候被發(fā)現(xiàn),整整經(jīng)過了一百年。人類經(jīng)過了一百年的努力,才探測到了理論上的預(yù)言。麻省理工大學(xué)的校長在新聞發(fā)布會(huì)說了這句話:“基礎(chǔ)學(xué)科是辛苦的、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮途徛?,又震撼性的、革命性的和催化性的。沒有基礎(chǔ)科學(xué),最好的設(shè)想就無法得到改進(jìn),‘創(chuàng)新’也只能是小打小鬧。只有隨著基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步,社會(huì)也才能進(jìn)步。”
(根據(jù)宣講家網(wǎng)報(bào)告整理編輯,
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