為什么你應(yīng)該聽

謝珀德·多爾曼（Sheperd Doeleman）是事件視界望遠(yuǎn)鏡的項(xiàng)目總監(jiān)，也是哈佛-史密森天體物理中心的天體物理學(xué)家。他的研究重點(diǎn)是需要超高分辨能力的天體物理學(xué)問題。他的工作采用了超長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）技術(shù)，將地理上遙遠(yuǎn)的射電天線同步到地球大小的虛擬望遠(yuǎn)鏡中。除了在哈佛-史密森天體物理中心和視界望遠(yuǎn)鏡的工作外，多爾曼還是哈佛大學(xué)的高級(jí)研究員和哈佛大學(xué)黑洞計(jì)劃的項(xiàng)目聯(lián)合負(fù)責(zé)人。

創(chuàng)造歷史空白影像

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謝普·多勒曼|

TED2019

? 2019 年 4 月

在5500萬(wàn)光年之外的銀河系中央有一個(gè)超級(jí)大質(zhì)量的黑洞，達(dá)到了七十億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量。這是第一次，我們能看到它了。天體物理學(xué)家謝普·多勒曼是事相面伸縮合作案的領(lǐng)導(dǎo)者，他與 TED 的克里斯·安德森暢談了這張之前未見的獨(dú)特的黑洞影像，還捕捉到了這張影像的背后涉及多少全世界的努力。

關(guān)于演講者

謝潑德·杜爾曼

天體物理學(xué)家

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謝潑德·多爾曼 (Sheperd Doeleman) 領(lǐng)導(dǎo)的事件視界望遠(yuǎn)鏡 (Event Horizon Telescope) 背后的全球團(tuán)隊(duì)捕捉到了歷史性的首張黑洞圖像。

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事件視界望遠(yuǎn)鏡

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謝潑德·多爾曼 (Sheperd Doeleman) 領(lǐng)導(dǎo)的事件視界望遠(yuǎn)鏡 (Event Horizon Telescope) 背后的全球團(tuán)隊(duì)捕捉到了歷史性的首張黑洞圖像。

為什么你應(yīng)該聽

謝珀德·多爾曼（Sheperd Doeleman）是事件視界望遠(yuǎn)鏡的項(xiàng)目總監(jiān)，也是哈佛-史密森天體物理中心的天體物理學(xué)家。他的研究重點(diǎn)是需要超高分辨能力的天體物理學(xué)問題。他的工作采用了超長(zhǎng)基線干涉測(cè)量（VLBI）技術(shù)，將地理上遙遠(yuǎn)的射電天線同步到地球大小的虛擬望遠(yuǎn)鏡中。除了在哈佛-史密森天體物理中心和視界望遠(yuǎn)鏡的工作外，多爾曼還是哈佛大學(xué)的高級(jí)研究員和哈佛大學(xué)黑洞計(jì)劃的項(xiàng)目聯(lián)合負(fù)責(zé)人。

多爾曼的研究包括在南極洲羅斯冰架麥克默多站的工作以及麻省理工學(xué)院海斯塔克天文臺(tái)的助理臺(tái)長(zhǎng)。他是古根海姆研究員，并獲得了 DAAD 德國(guó)學(xué)術(shù)交流資助，用于在馬克斯普朗克射電天文學(xué)研究所進(jìn)行研究。他領(lǐng)導(dǎo)和共同領(lǐng)導(dǎo)的研究項(xiàng)目得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、國(guó)家射電天文臺(tái) ALMA-NA 發(fā)展基金、史密森天體物理天文臺(tái)、麻省理工學(xué)院國(guó)際科學(xué)技術(shù)計(jì)劃 (MISTI)、戈登和貝蒂摩爾基金會(huì)以及約翰·鄧普頓基金會(huì)。多爾曼在里德學(xué)院獲得學(xué)士學(xué)位，并在麻省理工學(xué)院獲得天體物理學(xué)博士學(xué)位。

謝潑德·多爾曼 (Sheperd Doeleman) 的 TED 演講

11:29

謝潑德·杜爾曼

創(chuàng)造歷史的黑洞內(nèi)部圖像

發(fā)布于?2019 年 4 月

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噗噗噗

???????

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中文 (繁體)

日本語(yǔ)

???

邱莉蓮,?譯

洪艷艷，?審稿人

00:01

克里斯安德森：謝普，非常感謝你來(lái)訪。?你的飛機(jī)應(yīng)該是兩小時(shí)前才在溫哥華降落的吧。?你能來(lái)真的很棒。?跟我們說說你是如何從愛因斯坦的方程式走出來(lái)的到黑洞的？

00:15

謝普多勒曼：至少一百年前，?愛因斯坦提出了這個(gè)關(guān)于重力的幾何理論，?它會(huì)讓空間－時(shí)間變形。?物質(zhì)會(huì)讓空間－時(shí)間變形，?連接換成空間－時(shí)間告訴物質(zhì)要如何在它周圍移動(dòng)。?當(dāng)你把足夠的物質(zhì)放入一個(gè)足夠小的區(qū)域中時(shí)，?它會(huì)打穿空間－時(shí)間，?即使光也無(wú)法逃脫，?重力光會(huì)留在里面。

00:37

克：所以，在那之前，地球繞太陽(yáng)行的原因，?并不是我們所想的那樣，太陽(yáng)拉著地球，?而是它改變了空間的形狀，?所以我們只是水平地掉到了太陽(yáng)的周圍。

00:47

謝謝：沒錯(cuò)，空間－時(shí)間的幾何學(xué)?告訴地球要如何在太陽(yáng)周圍移動(dòng)。?你幾乎用一個(gè)黑洞打穿了空間－時(shí)間，?當(dāng)非常深入的時(shí)候，?會(huì)到達(dá)一個(gè)點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)上，光會(huì)繞著黑洞移動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

01:00

克：所以，我猜，畫面上的情況就是這樣。?這不是影像，?而是把我們過去的想法用電腦模擬出來(lái)，?吸空周圍的事相面（事件視界）。

01:09

謝謝：直到上周，我們還不知道有什么圓環(huán)看起來(lái)期待著的。?用超級(jí)電腦這類模擬，已經(jīng)是我們能做到最好的了，?但是，即使在這里，也可以看到這個(gè)光環(huán)，?這是光子的軌道。?光子繞著真空移動(dòng)的位置，?周圍的皮因?yàn)楸晃蛘婵盏臒釟猓?所以是熱的，是磨擦的。?所有這些氣體都嘗試著擠進(jìn)極小體積中，溫度變化會(huì)上升。

01:32

克：幾年前，你開始了這個(gè)任務(wù)，?試著真的把黑洞畫出來(lái)。?我想你把——?你把焦點(diǎn)放在這個(gè)銀河系上。?跟我們談?wù)勥@個(gè)銀河。

01:44

謝謝：這個(gè)銀河系——?我們要放大看的是M87銀河系，它位于5500萬(wàn)光年之外。

01:50

克：5500萬(wàn)。

01:51

謝謝：非常的遠(yuǎn)。?在它的心臟地帶，?有一個(gè)空洞，質(zhì)量為65億太陽(yáng)質(zhì)量。?我們很難摸到，對(duì)吧？?65億太陽(yáng)質(zhì)量壓縮到一個(gè)點(diǎn)中。?它會(huì)影響到這個(gè)銀河系中心的一些能量學(xué)。

02:09

克：但是，雖然它很大，但因?yàn)閷?shí)在太遠(yuǎn)了，?無(wú)法想像要如何獲取它的圖像，?那太困難了。?需要的解析度會(huì)非常高。

02:19

謝謝：就我們而言，黑洞是宇宙中最小的物體。?但它們對(duì)于整個(gè)銀河有特別大的影響。?但如果要看到黑洞，?你得造一個(gè)和地球一樣大的黑洞。?因?yàn)榭吹轿覀兊倪@個(gè)這個(gè)真空，會(huì)釋放出大量無(wú)線電波。?它隨時(shí)都在釋放。

02:34

克：那是你做的。

02:35

謝謝：沒錯(cuò)。大家在這里看到的，?就是我們借用全世界的望遠(yuǎn)鏡，?用原子鐘將它們做到完美的同步，?讓它們接收來(lái)自這個(gè)吸孔的光波，?我們?cè)侔阉械馁Y料縫起來(lái)，做出一個(gè)張影像。

02:48

克：要做到這件事，?那些地點(diǎn)全部同時(shí)要有好的天氣，?才能有清晰的視野。

02:56

謝謝：在很多方面我們都需要很好的運(yùn)氣。?有時(shí)候，功力高不如運(yùn)氣好。?在這種情況下，我傾向于認(rèn)為我們兩者兼?zhèn)洹?但光一定是來(lái)自黑洞的。?它一定要通過銀河間的空間，?通過地球的大氣，大氣中的水汽可能會(huì)吸收它，?而一切都順利完成，?地球的尺寸，搭配那樣的光波波長(zhǎng)，?一毫米的波長(zhǎng)，?正好是對(duì)的組合，可以解析5500萬(wàn)光宇宙?在告訴我們?cè)撛趺醋觥?/p>

03:28

克：所以你開始捕捉極大量的數(shù)據(jù)。?這應(yīng)該只是一個(gè)望遠(yuǎn)鏡收集到一半的數(shù)據(jù)吧。

03:34

謝謝：是的，這位是我們的團(tuán)隊(duì)成員林迪·布萊克本，?他身邊的數(shù)據(jù)是大型毫米波伸縮?裝置記錄下來(lái)的一半數(shù)據(jù)，?這臺(tái)伸縮裝置位于墨西哥一萬(wàn)五千英英尺的高山上。?的資料量大約是五百兆位元（500 000 000 000 000位元）。?用大家能懂的用語(yǔ)來(lái)說，?大概是五千個(gè)人三天的預(yù)算量。

03:55

（笑聲）

03:57

克：好大的數(shù)據(jù)量。?所以這要用傳送的，不能透過網(wǎng)路來(lái)傳輸。?所有這些數(shù)據(jù)被傳送到一個(gè)地方，?然后用電腦花很大的力氣來(lái)試圖分析這些數(shù)據(jù)。?而且你當(dāng)時(shí)并不知道?你會(huì)從這些資料中看到什么。

04:11

感謝：我們采用的這種技術(shù)的運(yùn)作方式——?就像把一個(gè)光學(xué)反射鏡打斷，?把所有的碎片放在不同的位置。?正常的反射鏡的運(yùn)作方式是：光線在鏡面完美地折射，?所有光線同時(shí)聚焦在同一個(gè)點(diǎn)上。?我們?nèi)〉盟羞@些記錄，?再加上原子時(shí)鐘的精度，?后續(xù)便能在超級(jí)電腦上把數(shù)據(jù)完美地對(duì)應(yīng)起來(lái)。?我們便重新創(chuàng)建了生長(zhǎng)的地球尺寸的鏡頭。?唯一行得通的方法就是用飛機(jī)把資料帶回來(lái)。?裝滿硬碟的 747 是最大的頻寬。

04:42

（笑聲）

04:43

克：我猜想是在幾周或幾個(gè)月前的某個(gè)時(shí)刻，?在某個(gè)地方的電腦螢?zāi)簧希?這樣的圖像開始出現(xiàn)。?這個(gè)。

04:52

謝謝：花了很長(zhǎng)的時(shí)間。

04:54

克：我是指，看看它。?這就是它。?第一張圖片。

05:00

（掌聲）

05:06

告訴我們，我們?cè)诳吹氖鞘裁础?/p>

05:08

謝謝：我仍然很喜歡它。

05:10

（笑聲）

05:13

大家看到的，是光子最后的軌道。?大家看到赤裸裸的愛因斯坦幾何學(xué)。?打穿空間－時(shí)間的這個(gè)洞非常深，?結(jié)果于光繞著它移動(dòng)，軌道，?我想我們很快就能看到在空洞后面的光?一邊移動(dòng)一邊朝我們行進(jìn)，?且正是沿著那條軌道上的平行線。?結(jié)果發(fā)現(xiàn)那條軌道是27號(hào)開根號(hào)，?乘以少數(shù)幾個(gè)基本號(hào)。?如果大約的話我想，這是很不可思議的。

05:42

克：當(dāng)……?一開始，我在想象中想像真空時(shí)，?我在想的是，那是一個(gè)相面，?那是很多物質(zhì)和光，以這樣的形狀繞著轉(zhuǎn)。?但其實(shí)是更復(fù)雜的。?帶我們了解動(dòng)畫，因?yàn)榕臄z到周圍的光。

06:00

謝謝：你們?cè)谶@里看到的，是它背后的光被拍攝到的，?還有一些光是以繞圈的方式繞著整個(gè)黑洞在轉(zhuǎn)。?但如果有足夠的光，?來(lái)自繞著黑洞打轉(zhuǎn)的熱氣，?那么你就能夠看到這些光線?顯示出來(lái)，在螢?zāi)簧铣鰜?lái)，?就是你我所在的視角。?會(huì)看到這個(gè)環(huán)的形狀開始形成。?至少一百年前，愛因斯坦就已經(jīng)預(yù)測(cè)到了。

06:28

克：是的，那很不起眼。?多跟我們說一些，我們看到的是什么。?首先，為什么有些部分比其他部分明亮？

06:38

謝謝：這里發(fā)生的狀況是在旋轉(zhuǎn)中的吸氣。?結(jié)果就是，底部的一些氣體會(huì)導(dǎo)致我們移動(dòng)，?上面的氣體在我們遠(yuǎn)離。?就像火車在靠近你的時(shí)候汽笛聲的聲音相對(duì)較高，?相對(duì)的，氣體朝我們到來(lái)時(shí)的能量會(huì)比遠(yuǎn)離我們時(shí)更高。?下面看上去比較亮，?是因?yàn)楣獗灰暈槲覀兊姆较蛲七M(jìn)。

07:00

克：它實(shí)體上有多大？

07:02

感謝：我們的整個(gè)太陽(yáng)系可以塞進(jìn)?那黑色區(qū)域。?可以讓我說一句嗎，?黑色區(qū)域其實(shí)就是事相面的特征。?我們看到不到那個(gè)區(qū)域的光，?是因?yàn)槟莻€(gè)區(qū)域朝我們過來(lái)的光?都被事相面消滅了。?所以，就這樣。

07:22

克：想到吸氣時(shí)，?會(huì)想到這些大型射線從吸氣噴出，?直接指向我們的方向。?為什么我們看不到？

07:30

感謝：這是一個(gè)非常強(qiáng)大的黑洞。?不符合通用標(biāo)準(zhǔn)，它仍然非常強(qiáng)大，?我們認(rèn)為噴流來(lái)自?這個(gè)北極和南極。?我們太接近了，無(wú)法看到整個(gè)噴流的結(jié)構(gòu)，?但，發(fā)光空間－時(shí)間的，就是這些噴射流的基部。?而它在黑洞的附近會(huì)被彎曲。

07:51

克：如果我們?cè)谔沾?，以某種方式繞行那東西，?要花多長(zhǎng)時(shí)間才能繞過它？

07:57

謝謝：首先，我不會(huì)計(jì)算那臺(tái)太空船的代價(jià)。

08:00

（笑聲）

08:02

我要報(bào)名。?有樣?xùn)|西叫——讓我重新中心一下——?最內(nèi)層的穩(wěn)定圓形軌道是最內(nèi)層的軌道，?物質(zhì)在被旋進(jìn)黑洞之前可以在這個(gè)軌道上繞著黑洞移動(dòng)?。這個(gè)黑洞說，可能要三天到一個(gè)月的時(shí)間。

08:20

克：它太強(qiáng)大了，在一個(gè)層面上，它很快就奇怪了。?我是指，如果你在那里，?你甚至不會(huì)注意到你正在落入事相面。

08:30

謝謝：你可能聽過「面條化」，?當(dāng)你在落入黑洞的時(shí)候，?你的腳所承受的重力場(chǎng)比你的頭要強(qiáng)太多，?所以你被扯斷了。?這個(gè)黑洞里的人物了，?你不會(huì)變成義大利面條。?你會(huì)直接漂過事相面。

08:48

克：所以，它就像是巨型的龍卷風(fēng)。?桃樂絲被龍卷風(fēng)掃走，最后到了奧茲國(guó)。?如果你掉進(jìn)黑洞，最后會(huì)到哪里？

08:56

（笑聲）

08:57

謝謝：溫哥華。

08:59

（笑聲）

09:01

克：喔，我的天。

09:02

（掌聲）

09:04

這就是那個(gè)紅色的愿望，好嚇人。?不，是說真的。

09:09

感謝：黑洞真的是我們這個(gè)時(shí)代的重要謎題，?因?yàn)槟鞘橇孔邮澜绾椭亓κ澜缃患牡胤健?黑洞里面有一個(gè)奇異點(diǎn)。?所有的力量都在那里統(tǒng)一，?因?yàn)橹亓K于強(qiáng)到了足以和其他力量競(jìng)爭(zhēng)。?但我們看不見，?宇宙用隱形斗篷把它蓋住了。?所以我們不知道那里發(fā)生了什么事。

09:33

克：在我們自己的銀河系中，有一個(gè)比較小的黑洞。?我們不能回到我們自己美麗的銀河系嗎？?這個(gè)銀河系是我們的家園。?這之間的某個(gè)地方還有另一個(gè)黑洞，你也試著找到它。

09:43

感謝：我們已經(jīng)知道它在那里，我們已經(jīng)取得了它的資料。?我們正在處理那些資料。?我們希望不久的將來(lái)能夠取得成果，我不敢說什么時(shí)候。

09:53

克：差不多很多，但也很少，?也許大小和我們剛看到的差不多？

09:57

謝謝：對(duì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，M87的那個(gè)黑洞，?我們剛看到的那個(gè)，質(zhì)量是65億太陽(yáng)。?但是它太遠(yuǎn)了，所以看起來(lái)是某種大小。?我們的銀河系中間的黑洞，在質(zhì)量上小了一千倍，?但也近了一千倍。?所以在天空中看起來(lái)的角度大小是一樣的。

10:17

克：最后，我想向這群不起眼的人致敬。?這些人是誰(shuí)？

10:21

感謝：他們是團(tuán)隊(duì)中的人。?這張圖片產(chǎn)生的一些回聲讓我們驚嘆不已。?如果你告訴我，它會(huì)出現(xiàn)在所有這些報(bào)紙上，?我不確定我會(huì)相信你，但確實(shí)發(fā)生了。?因?yàn)檫@是個(gè)偉大的謎題，?它給了我們，我希望它也能啟發(fā)所有者。?但是，更重要的是，這些人只是團(tuán)隊(duì)的一小部分。?我們啟發(fā)了兩百個(gè)成員，六十個(gè)機(jī)構(gòu)?和二十個(gè)國(guó)家及地區(qū)。?如果你要建造一個(gè)全球伸縮裝置，你就需要一個(gè)全球團(tuán)隊(duì)。我們把?世界各地的伸縮裝置連接起來(lái)，所用的技術(shù)?毫不費(fèi)力地忽略了會(huì)分裂我們的一些珊瑚。?身為科學(xué)家，我們很自然就會(huì)聯(lián)手一起做像這樣的事。

11:05

克：哇，天，這對(duì)我們本周的整個(gè)團(tuán)隊(duì)都有啟發(fā)作用。?謝謝普，謝謝你所做的一切，也謝謝你的來(lái)訪。

11:12

謝謝：謝謝你。

11:13

（掌聲）