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国考面试模拟：人类首张黑洞照片

2023-08-15 11:22:48

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　　2019 年 4 月 10 日晚上，全世界的目光被一张照片所吸引，神秘天体“黑洞” 终于被人类“看到”了。包括中国在内全球多地天文学家同步公布了首张黑洞的真容。

　　黑洞来自室女座星系 M87 中心这一由 200 多名科研人员历时多年、从四大洲 8 个观测点“捕获”的视觉证据，是人类第一次“凝视”曾经只存在于理论中的天体——黑洞。

　　从 1915 年，爱因斯坦发表广义相对论，最先预言了黑洞的存在，到如今的100 多年间，没有人真正看到它究竟长什么样，直到今天。首张黑洞照片“冲洗”两年数据量相当四万人一生全部自拍在美国发布会现场，亚利桑那大学的天体物理学家 Dan Marrone 介绍称，在EHT 项目中，射电望远镜收集的数据量相当于“四万人一生中的全部自拍数据”。由于数据量实在太大，以致于网络传输都太慢了，于是 EHT 采用了最传统的方法——“物理运输”：这些硬盘被空运至被称作相关器的高度专业化超级计算机进行合并处理，并转换为图像。

　　首张黑洞照片背后的中国贡献

　　很多人关心，在为黑洞拍照的过程中，是否有中国科学家的身影。在这里，可以非常自豪地告诉大家，中国没有缺席。中国科学家长期关注高分辨率黑洞观测和黑洞物理的理论与数值模拟研究，在事件视界望远镜(EHT)国际合作形成之前，就已开展了多方面具有国际显示度的相关工作。在此次 EHT 合作中，我国科学家在早期 EHT 国际合作的推动、EHT 望远镜观测时间的申请、夏威夷 JCMT 望远镜的观测、后期的数据处理和结果理论分析等方面做出了中国贡献。

　　事件分析

　　在遥远的宇宙深处，一个很小的区域内存在着一个质量为太阳 65 亿倍的天体，它具有的超强引力使得光也无法逃脱其“手心”。看起来，这个完全黑暗的神秘天体就像是一块阴影，隐藏在发光气体形成的明亮光环内。在距离这个天体5500 万光年的一颗行星上，人类用巨大的望远镜接收到长途跋涉而来的天文信号，从而勾勒出这个被称为黑洞的天体模样。“我们捕获到了黑洞的首张照片”，北京时间 4 月 10 日 21 时，“事件视界望远镜”项目在全球多地同时召开发布会，天文学家们欣喜地公布了这张人类首次拍到的黑洞照片——这个被直接“看”到的黑洞，位于室女座星系团超巨椭圆星系 M87 的中心，它的确像一片阴影，被一个明亮程度不一的光环所环绕。在科学家眼中，模糊而简单的暗影十分迷人，它是最接近黑洞本身的图像，透露着黑洞的许多本质。“成为有史以来第一批‘看见’黑洞的人类，真是好运气!”继人类在 2015年通过引力波探测“听到”了两个黑洞的“合体”之后，首张照片成为黑洞存在的直接“视觉”证据。就像一位研究黑洞 20 多年的科学家所评论的，这张看起来有点模糊的照片意义非凡，它再次验证了爱因斯坦的广义相对论对黑洞的预言是对的，并将进一步帮助科学家解答星系演化等一系列宇宙本质问题。【中心论点】

　　首张黑洞照片，是对人类好奇心和探索欲的褒奖和回馈。【分论点一：影响】

　　与生俱来的好奇心不断催生着人类的探索事业。从 100 多年前黑洞预测的提出到50 年前“黑洞”一词的流传，从 100 年前两支科学探险队前往非洲海岸和巴西，通过 1919 年的日食观测光是否会因太阳引力而弯曲，到如今“事件视界望远镜”项目派遣团队前往世界上最高和最偏僻的射电观测台站，去再一次检验对引力的理解，对黑洞的寻找是一场跨越百年的好奇心之旅。将照片“洗”出来，让所有人都看见黑洞，不仅能让人们欣赏到自然之美，打开对宇宙的新视角，同时也将进一步拨动探索的心弦、激起好奇心涟漪，形成穿越时空的力量。来自遥远宇宙的信号像雷声中的蝉鸣，仅有好奇心还不足以分辨，还需要科学的智慧和执着的努力。【分论点二：对策】

　　如同参与这次观测的科学家所说，正是源于数十年观测、技术和理论工作的坚持和积累、全世界射电天文台的协同合力、世界各地研究人员的密切合作，才打开了一个关于黑洞和事件视界的全新窗口。这是个难以想象的大科学计划：全球超过 200 名科学家参加，包括中国参与的全球 13 个合作机构支持，智慧地利用分布于火山、沙漠、南极点等全球 8个高海拔地区的射电望远镜，组成一个口径如地球直径大小的虚拟望远镜，每年只有大约 10 天的短暂观测时间，需要无比精准的同步观测和超级计算机对海量观测数据的分析，以及长达两年的“冲洗”……人类历史上的首张黑洞照片，无疑是人们用智慧和汗水在探索蓝图上画下的完美图案。寄蜉蝣于天地，渺沧海之一粟。就像有人形容：当黑洞照片上的光被射出时，人类的先祖还与猿猴一样在树上游荡，还不知道群星是何等的美丽，当这些光线抵达这个蓝色星球时，它们依然还是它们，而我们已经张开了探索的眼睛。看似渺小的人类，用探索之心总可以发现新的世界、做出伟大的壮举。“科学是永无止境的，它是一个永恒之谜”，爱因斯坦的这句话将继续伴随未来更多的科学探索。只要像打造地球望远镜一样汇聚人类共同的力量，那些关于宇宙奥秘的新窗口将一扇接一扇地被打开。

　　(来源：人民日报)

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