樂兵 張貴申

適用話題:黑洞;合作;科學探索;創新;想象力;科學技術……
宇宙中最神秘的天體,時空中的無底深淵,即使是光都無法逃逸……長久以來,黑洞只不過是廣義相對論的預言、愛因斯坦的方程、模擬電腦圖像、引力波等項目的間接證據,或者科幻小說的想象。
然而,當全球科學界在同一時刻、同一方向,對準同一片遙遠星空,由8只“眼睛”組成的虛擬事件視界望遠鏡,北至西班牙,南至南極,口徑達到了地球直徑。這一“巨眼”,帶領人類穿越星空,從海量的數據中,這些深藏于宇宙各處的引力陷阱黑洞“發出耀眼光芒”。
對于人類來說,給黑洞拍照是一個巨大的難題。雖然要拍攝的兩個黑洞是我們所發現的黑洞中最大的兩個,但其中離地球最近的一個也有2.6萬光年,給它拍照,相當于要在地球上拍太陽上的一個硬幣,難度可想而知。
在這樣巨大的挑戰面前,一個難以想象的大科學計劃誕生了:全球超過200名科學家達成了“事件視界望遠鏡”(EHT)這一重大國際合作計劃,決定利用甚長基線干涉測量技術,用分布全球的8個觀測點,組成一個口徑如地球直徑大小的虛擬望遠鏡,其所達到的靈敏度和分辨本領都是前所未有的。條件苛刻的觀測點,包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的內華達山脈、智利的阿塔卡馬沙漠、南極點等,終于能捕捉到黑洞魅影。
事實上,觀測黑洞項目,讓地球上幾乎所有這一領域的研究人員都不同程度地以不同方式參與其中。從美國夏威夷到智利,從伊比利亞半島到南極……全球30多個研究所,200多名科學家,傾數年心血,攜手并肩,共同記錄黑洞周圍吸積盤和噴流等發出的耀眼光芒,從而讓超大質量黑洞無處遁形,顯現“真容”。
拍照難,“洗照片”更不容易。射電望遠鏡不能直接“看到”黑洞,但它們將收集大量關于黑洞的數據信息,用數據向科學家們描述出黑洞的樣子。在觀測結束之后,各個站點收集的數據將被匯集到兩個數據中心,經過長達兩年的“沖洗”,人類歷史上首張黑洞照片終于問世。
正是全球同步的努力,讓人類拍攝到有史以來首張黑洞照片。科學探索,正讓整個世界以不同尋常的方式更緊密地連接在一起,不僅讓地球,也讓人類成為一個共同體。正如項目科學委員會主席法爾克說:“不同文化、不同機構、不同國家和大洲(的科研人員)走到一起合作并不容易,但如果有共同愿景的驅動,有首次看到黑洞的共同夢想,合作就變得可能。”
“這樣的項目需要整個世界。”黑洞現真身,是人類的共同“仰望”的結果。探秘宇宙不能僅靠一國之力,只有多領域、多學科并行發展,跨越國家、時代、種族,把人類連成了一個整體,人類探索未知的視野才可能變得更加開闊。
文本解讀:河北省邢臺市南宮中學 ?張貴申
文章先概述科學家對黑洞的各種想象,又簡述了首張黑洞照片發布的新聞事件;接著分析了給黑洞拍照的巨大難度;再剖析肯定了捕捉黑洞的大科學計劃,進而指出觀測黑洞項目凝聚了全球200多名科學家數年的心血;然后又指出“洗照片”的難度;最后得出,正是全球同步的努力,才讓人類拍攝到有史以來首張黑洞照片的結論。文章說理清晰,層層深入,思維邏輯很強。
角度一:黑洞照片凝結全球科學合作力量。從美國夏威夷到智利,從伊比利亞半島到南極……全球30多個研究所,200多名科學家,傾數年心血,攜手并肩,共同記錄黑洞周圍吸積盤和噴流等發出的耀眼光芒,從而讓超大質量黑洞無處遁形,顯現“真容”。正是全球同步的努力,讓人類拍攝到有史以來首張黑洞照片。觀測黑洞項目,讓地球上幾乎所有這一領域的研究人員都不同程度地以不同方式參與其中。科學探索,正讓整個世界以不同尋常的方式更緊密地連接在一起,不僅讓地球,也讓人類成為一個共同體。毫無疑問,首張黑洞照片凝結著全球科學界合作的力量。
角度二:黑洞照片見證科技發展。近年來科學技術的發展,為黑洞的成像帶來了可能。“事件視界望遠鏡”撈回海量數據,勾勒出黑洞的模樣。基于甚長基線干涉測量技術,它把分布在全球各個地方的望遠鏡組合起來,形成等效于地球萬公里長的望遠鏡,使它具備了觀測遙遠天體非常高的分辨本領。最近十年,全球科學家在技術上的進步,方法上的創新,使得我們終于有機會在今年宣布得到了它的圖像。正因為有了科學技術的快速發展,才給黑洞成像帶來了可能,才讓我們揭開了黑洞的面紗。
角度三:科學探索永遠無止境。回顧人類最近三百多年的歷史,全球科學家們對黑洞的探索從未停止。英國物理學家約翰·米歇爾就從理論上預言過這種神秘天體,愛因斯坦廣義相對論的提出使得黑洞研究迎來轉機,其后美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名這種“不可思議的天體”為“黑洞”。而英國物理學家霍金等人關于黑洞的研究,啟發了人們思考黑洞的內部。探索未知,是人類拓展自身疆界的重要過程。無論仰望星空,還是審視自己,當地球上的人們全體凝視同一方向,如同黑洞這樣曾經深藏不露的未知,終將一個接一個“顯露光芒”。
角度四:科學探索需要想象和創新。為了探索黑洞,人類把想象力發揮到了極限。由八只“眼睛”組成的虛擬事件視界望遠鏡,北至西班牙、南至南極,口徑達到了地球直徑。這一“巨眼”,帶領人類穿越星空,從海量的數據中,去勾勒黑洞容顏。探秘宇宙還需要創新,科學家們正是懷揣著揭開未知的夢想,秉承科學探索的精神,在探秘宇宙的征途上不斷創新的。當然,研究黑洞并不是“無用”的,它凝結了人類文明最珍貴的結晶,也飽含著人類的想象力和創新力。
從廣義相對論,到惠勒的“黑洞”概念,再到霍金的“黑洞理論”……已故的諸多科學大師雖未親眼得見黑洞真容,但他們的猜想卻激勵著后人不斷求解,把他們的理論付諸實踐。為了這一“眼”,無數科學家仰望星空、低頭演算,日復一日、年復一年,只為花開的那一刻。
探秘宇宙的偉大事業,始于夢想、基于創新、成于實干。夢想不僅支撐科學進步,更支撐著人類一往無前。
科研的本質是創新,只有科學家們在探索路上堅持創新,人類的科研成果才能不斷更新。揭開黑洞的面紗,雖然用了百余年,但正是懷揣著揭開未知的夢想,秉承科學探索的精神,讓人類在探秘宇宙的征途上不斷開啟新的窗口。
——李倩《為了這一“眼”》
(編輯:王瑩)