分析数据转换成影像 收集射电波摄黑洞
(吉隆坡19日讯)人类史上第一张黑洞照片上周三(10日)曝光,马大是拍摄参与者单位之一;该大学天文学教授林焕就说,这是透过坐落世界各地的8座电波望远镜(Radio Telescope)观测和收集的射电波,经过分析和组成后,再循程式而形成。
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“简单来说,以电视为例,我们并不是透过拍摄电视银幕而取得照片,而是研究电视天线所接收到的电波,再来分析电视银幕将会出现什么画面。”
发亮部分是宇宙物质
这8座望远镜分别坐落在西班牙(1个)、美国(1个)、墨西哥(1个)、南极(1个)、夏威夷(2个)和智利(2个)。
马大日前发文告指出,来自美国、智利、比利时、丹麦、日本、上海和马来西亚的科学家,宣布“事件视界望远镜(EHT)”计划,成功拍到人类史上首次的超大质量黑洞影像,距离地球5500万光年。
来自西班牙的林焕接受本报专访时再举例,收音机是透过声波转换成声音,而这计划则是透过射电波,转换成影像。
他也以游泳池举例,当一群人跳入水池时,就会产生水波,如果有人在泳池四周收集这些水波的数据,我能分析出这群人的数量、体型,甚至是样貌。
“越多望远镜收集这些来自四面八方的射电波数据,最后呈献的资料,就更为详细。”
陪同受访者还有学生黄展浩和陈伟胜,及马大公共关系官员杜迪哈雅蒂。
另外,林焕也解释,黑洞照片中发亮的部分,是来自宇宙物质;这些物质在被黑洞吞噬前,会围绕着黑洞旋转,形成一个环状圆盘,称之为吸积盘,由于旋转速度太快,物质之间会产生碰撞,进而产生热量,所以就会发光。
他细心解说,由于这些物质是以旋转的方式进入黑洞,照片中越是明亮的部分,意味着这物质处在前方(越靠近望远镜/地球),而越是暗淡的部分,则处在较后方。
用1年多分析可靠性
林焕也说,日前公布的黑洞照片,是摄于2017年4月11日,但科研团队用了1年多时间来分析和确认有关画面的可靠性。
他指出,单单把几分钟的观测数据,上传到电脑进行分析,就得花上很长时间,这是由于收集资料过于庞大,单单传送资料至电脑就要用上数个月时间,而分析资料又得花数个月。
“由于资料实在太大太多,我们当时无法使用网络传送,因为速度太慢,所以必须存进硬盘后,再用飞机把这些硬盘运到一个地点进行研究。”
林焕说,为验证最后画面的准确性,他们将这些资料分发给不同的团队再次进行分析,而团队之间不能有任何沟通和接触,以确保他们没有互相讨论。
“最后大家都获得一致的结果!这是件非常了不起,且令人兴奋的事情!”
大马是绝佳地点
林焕认为,马来西亚地理位置落在东南亚中心,也是个适合设立电波望远镜的绝佳地点,只可惜国内现有设备依然不足,以参与黑洞拍摄计划。
黄展浩则说,我国目前仅有一个位于苏丹依德利斯教育大学的电波望远镜,不过该望远镜还处在技术检测阶段,且功能也远不如参与黑洞拍摄的8座望远镜。
“我们的望远镜直径仅有7.3公尺,目前还无法使用,还要先经过技术检测和校准。”
林焕透露, 其中一个参与此次黑洞拍摄计划的电波望远镜,直径就长达100公尺;但全球最大的电波望远镜,直径可达305公尺,唯没有加入此次研究计划。
“电波望远镜通常都设立在山区,以防止受到手机、收音机、电视等电波干扰。”
觉得有趣便加入团队
林焕称自身是在8年前,因为在台湾中央研究院天文及天文物理研究所担任博士研究生时,获得参与拍摄黑洞的机会。
“当时那里科学家问我有没有兴趣加入,协助进行研究;我心想能够知道黑洞周遭有什么东西,是件非常有趣的事情,所以就加入了。”
他解释,其工作岗位非常多元,包括观察、研究、分析等等。
“我当时有去夏威夷观察望远镜的动态,确保望远镜有足够的记忆 容量,能够收集数天的数据…,我也会出席各种会议,研究应该用什么方式分析这些数据等等。”
询及全球有多少组织参与这项计划时,林焕回答,有报导说200多个组织参与其中,但实际数字不得而知。
“每个组织都会扮演不同的角色;但我不会用‘组’去区分他们,因为我们都是互相合作。”
林焕也透露,其实早在15年前就已出现拍摄黑洞的想法,当时的科学家就在研究,望远镜到底还需要去到多远才能观察到黑洞。
科学家重要里程碑
有些网友恶搞黑洞照片,林焕就此指出,科学家此次能拍摄黑洞,任务并非简单。
他解释,这是一个重要的里程碑,让科学家能验证之前的论点,并作出更多研究。
林焕也说,银河系的中心人马座也有黑洞,而此次所拍摄的黑洞则位于星系M87;当局此时就能研究两者,从而更了解黑洞的演变等。
“或许有人认为这是一个无聊的研究,但对于科学家而言,这是重要的里程碑,所以必须让人们了解其重要性。”
他说,此次所取得的黑洞照片较为模糊,所以该局下一步的计划,即是希望可以透过各方面努力,期许未来可以取得更细腻、清澈的照片,届时就能更仔细观察和研究黑洞的细节。
林焕也解释,黑洞的质量(mass)是太阳的65亿倍之大,由于其体积过于庞大,即使观察一周,其变化其实也不大,因此这会是一个非常耗时的过程和研究。
冀设大型电波望远镜献力
林焕认为,一旦大马拥有较大型的电波望远镜,就能在黑洞拍摄计划中贡献更多,也能主动给予协助。
“我们届时就能跟世界说,马来西亚也有这样的器材……也能自行收集数据并作分析。”
他说,这能吸引世界各地天文学家的人才到来大马做研究,更能协助大马培养这方面的人才。
他说,届时大马无需请求他国让大马加入研究团队做研究,反之他们会主动跟我国合作,因为他们对我国收集的数据感兴趣。
大马具潜能发展天文学
询及大马天文学的发展时,林焕认为,大马具有这项潜能,但依然需要更多推动。
他说,大马具备许多天文学家人才和团队,如首20位目睹黑洞真面目的科学家郭骏毅,即是其中之一。
“如果我们能获得更多支持,尤其是来自政府,我相信国内天文学界成长更上一层楼。
“我们届时就可以作出更多研究,不仅仅只是黑洞计划。”
但,由于林焕本身并非大马公民,他对于如何推动政府支持这方面的项目,则不予置评。
国内拥天体物理学专才
马大理学院物理系副教授詹里再那阿比丁则认为,目前正是国人成为天体物理学家的最佳时机,因为国内具有这方面的培训专才和团队。
他指出,天体物理学是科学的前卫,而马大则引领着学生进入这方面的研究课题。
“射电天文学和甚长基线干涉测量技术(VLBI)目前是相对前卫的科学研究技术,而马大射电宇宙学实验室和其合作伙伴,更是国内数一数二的研究团队。”
林焕说,他正积极促使更多学生获得机会,参与这些国际性计划,透过与国际专才的交流和合作,增长学生的知识。
华裔友人帮取中文名
“你们是用中文写作的,对吗?我有一个中文名字…”
林焕在访问结束前,主动对记者提及这件事情。
林焕来自西班牙。他解释,当初到台湾出差时,必须要有一个中文名字,才能申请当地签证。
“一般上大家都会直译,如Mark就会译为马克;但我当时有位华裔朋友,他就提议帮我取一个中文名字。”
他说,其真实名字为Juan Carlos,姓氏为Algaba;而Juan在西班牙语的发音,为“焕”。
林焕透露,朋友当时就建议以“焕”作为名字,并向他讲解“焕”一词,有一个温暖和谐的家之意。
“‘焕’字左边有一个‘火’,然后右边像一个‘家’,带有和谐之意。
“至于,我的姓氏Algaba在西班牙语的意思则是‘森林’,所以就用了‘林’作为姓。”
资料库
黑洞吸入所有物质包括光
黑洞是什么?(资料源自“中央新闻”)
严格来说,黑洞并非一个“洞”,而是宇宙内的一种天体。它就像是一个“无底洞”,会把周围任何物质都吸入,甚至连光也无法逃脱。
黑洞最初只是一个衰老的巨大恒星,基本上有资格成为黑洞的恒星,其质量必须比太阳大上数十倍。
简单来说,恒星发光发热靠的就是内部的“燃料”;但一旦“燃料”耗尽,恒星内部就无法支撑外壳的重量,而外壳的重压促使内部开始塌缩。
最终,这颗恒星缩成一个体积无限小,但密度超大的“奇点”,而后者则具有强大的吸引力,吸收周遭物质,就连光也会被吸入。
至此,黑洞已经诞生,而刚诞生的“婴儿黑洞”极其饥渴,会将周遭体积较小的恒星的气体撕撤到自己身边。
这些物质在被黑洞吞噬前,会在外围形成一个环状圆盘,称之为吸积盘,即我们从照片中看到的明亮部分。
黑洞虽具有巨大破坏力,但同时也能孕育生机。一些物质在沿着黑洞外围旋转时,会释放和喷射强大能量物质,从而促成新恒星的诞生。
独家报导:叶原溢
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