樂兵 張貴申
適用話題:黑洞;合作;科學(xué)探索;創(chuàng)新;想象力;科學(xué)技術(shù)……
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(yù)言、愛因斯坦的方程、模擬電腦圖像、引力波等項(xiàng)目的間接證據(jù),或者科幻小說的想象。
然而,當(dāng)全球科學(xué)界在同一時刻、同一方向,對準(zhǔn)同一片遙遠(yuǎn)星空,由8只“眼睛”組成的虛擬事件視界望遠(yuǎn)鏡,北至西班牙,南至南極,口徑達(dá)到了地球直徑。這一“巨眼”,帶領(lǐng)人類穿越星空,從海量的數(shù)據(jù)中,這些深藏于宇宙各處的引力陷阱黑洞“發(fā)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(fā)現(xiàn)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(dāng)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(zhàn)面前,一個難以想象的大科學(xué)計劃誕生了:全球超過200名科學(xué)家達(dá)成了“事件視界望遠(yuǎn)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(shù),用分布全球的8個觀測點(diǎn),組成一個口徑如地球直徑大小的虛擬望遠(yuǎn)鏡,其所達(dá)到的靈敏度和分辨本領(lǐng)都是前所未有的。條件苛刻的觀測點(diǎn),包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的內(nèi)華達(dá)山脈、智利的阿塔卡馬沙漠、南極點(diǎn)等,終于能捕捉到黑洞魅影。
事實(shí)上,觀測黑洞項(xiàng)目,讓地球上幾乎所有這一領(lǐng)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(xué)家,傾數(shù)年心血,攜手并肩,共同記錄黑洞周圍吸積盤和噴流等發(fā)出的耀眼光芒,從而讓超大質(zhì)量黑洞無處遁形,顯現(xiàn)“真容”。
拍照難,“洗照片”更不容易。射電望遠(yuǎn)鏡不能直接“看到”黑洞,但它們將收集大量關(guān)于黑洞的數(shù)據(jù)信息,用數(shù)據(jù)向科學(xué)家們描述出黑洞的樣子。在觀測結(jié)束之后,各個站點(diǎn)收集的數(shù)據(jù)將被匯集到兩個數(shù)據(jù)中心,經(jīng)過長達(dá)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??茖W(xué)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(xiàng)目科學(xué)委員會主席法爾克說:“不同文化、不同機(jī)構(gòu)、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(qū)動,有首次看到黑洞的共同夢想,合作就變得可能?!?/p>
“這樣的項(xiàng)目需要整個世界。”黑洞現(xiàn)真身,是人類的共同“仰望”的結(jié)果。探秘宇宙不能僅靠一國之力,只有多領(lǐng)域、多學(xué)科并行發(fā)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(xué) ?張貴申
文章先概述科學(xué)家對黑洞的各種想象,又簡述了首張黑洞照片發(fā)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(xué)計劃,進(jìn)而指出觀測黑洞項(xiàng)目凝聚了全球200多名科學(xué)家數(shù)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(jié)論。文章說理清晰,層層深入,思維邏輯很強(qiáng)。
角度一:黑洞照片凝結(jié)全球科學(xué)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(xué)家,傾數(shù)年心血,攜手并肩,共同記錄黑洞周圍吸積盤和噴流等發(fā)出的耀眼光芒,從而讓超大質(zhì)量黑洞無處遁形,顯現(xiàn)“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(xiàng)目,讓地球上幾乎所有這一領(lǐng)域的研究人員都不同程度地以不同方式參與其中??茖W(xué)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(jié)著全球科學(xué)界合作的力量。
角度二:黑洞照片見證科技發(fā)展。近年來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為黑洞的成像帶來了可能。“事件視界望遠(yuǎn)鏡”撈回海量數(shù)據(jù),勾勒出黑洞的模樣?;谏蹰L基線干涉測量技術(shù),它把分布在全球各個地方的望遠(yuǎn)鏡組合起來,形成等效于地球萬公里長的望遠(yuǎn)鏡,使它具備了觀測遙遠(yuǎn)天體非常高的分辨本領(lǐng)。最近十年,全球科學(xué)家在技術(shù)上的進(jìn)步,方法上的創(chuàng)新,使得我們終于有機(jī)會在今年宣布得到了它的圖像。正因?yàn)橛辛丝茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)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(xué)探索永遠(yuǎn)無止境?;仡櫲祟愖罱俣嗄甑臍v史,全球科學(xué)家們對黑洞的探索從未停止。英國物理學(xué)家約翰·米歇爾就從理論上預(yù)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(zhuǎn)機(jī),其后美國物理學(xué)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(xué)家霍金等人關(guān)于黑洞的研究,啟發(fā)了人們思考黑洞的內(nèi)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(dāng)?shù)厍蛏系娜藗內(nèi)w凝視同一方向,如同黑洞這樣曾經(jīng)深藏不露的未知,終將一個接一個“顯露光芒”。
角度四:科學(xué)探索需要想象和創(chuàng)新。為了探索黑洞,人類把想象力發(fā)揮到了極限。由八只“眼睛”組成的虛擬事件視界望遠(yuǎn)鏡,北至西班牙、南至南極,口徑達(dá)到了地球直徑。這一“巨眼”,帶領(lǐng)人類穿越星空,從海量的數(shù)據(jù)中,去勾勒黑洞容顏。探秘宇宙還需要創(chuàng)新,科學(xué)家們正是懷揣著揭開未知的夢想,秉承科學(xué)探索的精神,在探秘宇宙的征途上不斷創(chuàng)新的。當(dāng)然,研究黑洞并不是“無用”的,它凝結(jié)了人類文明最珍貴的結(jié)晶,也飽含著人類的想象力和創(chuàng)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(xué)大師雖未親眼得見黑洞真容,但他們的猜想?yún)s激勵著后人不斷求解,把他們的理論付諸實(shí)踐。為了這一“眼”,無數(shù)科學(xué)家仰望星空、低頭演算,日復(fù)一日、年復(fù)一年,只為花開的那一刻。
探秘宇宙的偉大事業(yè),始于夢想、基于創(chuàng)新、成于實(shí)干。夢想不僅支撐科學(xué)進(jìn)步,更支撐著人類一往無前。
科研的本質(zhì)是創(chuàng)新,只有科學(xué)家們在探索路上堅持創(chuàng)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(xué)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)