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四位学者对谈“黑洞” 暨南师生一起“追光”

字体: 2020年11月19日 浏览量: 来源: 党委宣传部 文化素质教育办公室 作者: 邓双全 胡新月 杜安琪 发布:新闻中心

2020年11月16日晚,由暨南大学党委宣传部、理工学院主办的第337期“百年讲堂”强盛中国系列专题学术讲座在石牌校区曾宪梓科学馆国际会议厅举行。美国Tufts大学博士、湖南师范大学教授、教育部“长江学者”创新团队带头人余洪伟以“追光!揭开宇宙最黑暗天体——黑洞的神秘面纱”为题,对2020年诺贝尔物理学奖进行解读。武汉大学/北京师范大学教授、教育部“长江学者”特聘教授、国家杰出青年基金获得者朱宗宏,中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学科学学院执行院长、台湾清华大学教授耿朝强担任对谈嘉宾。讲座由理工学院副教授徐繁荣主持。

(余洪伟讲述人类“追光”历程)

“追光”过程并不是一路坦途

黑洞是现代广义相对论中的一个必然预言,它是存在于宇宙空间中的一种致密天体。根据广义相对论,任何越过黑洞“事件视界”的物质,包括光在内,都会因为黑洞巨大的引力而无法逃脱。与此同时,霍金的理论指出,量子效应使得黑洞会向外发出霍金辐射。

从牛顿引力中的“暗星”,爱因斯坦广义相对论的必然预言,到实验观测,黑洞已被“听”到“声音”,“拍”到照片。人类对黑洞的探究,迄今为止已经持续了数百年。余洪伟教授用生动形象的语言,为暨南师生讲述了几百年间科学家们对引力认识不断深入的“追光”历程。从伽利略推翻亚里士多德关于力与运动的观点,再到“开普勒三定律”和牛顿“万有引力定律”,科学家们站在前人的肩膀上不断探索。爱因斯坦广义相对论的提出,彻底变革了人们的时空观念,并预言了黑洞和引力波的存在。这一猜测最终在100年后得到了证实。2015年,激光干涉引力波天文台(LIGO)首次发现了黑洞碰撞并合产生的引力波,人类得以“听”到黑洞的“声音”。2019年,“事件视界望远镜”发布了距离地球5500万光年的M87星系黑洞的照片,这是人类首次目睹黑洞的真容。

(讲座现场)

在讲座现场,余洪伟播放了用黑洞相撞合并产生的引力波转化而成的声音,并为大家详细描述了人类从“听到黑洞”到“看到黑洞”的整个过程。黑洞本身并不会发光,但是黑洞周围有一些能够发光的物质。这些物质被黑洞强大的引力所捕获,在黑洞周围形成一个宛如海底漩涡般的大圆盘,即黑洞的“吸积盘”。余洪伟指出,现场展示的黑洞图片中的红色光晕,就是黑洞聚集起的吸积盘所发出的。

2020年诺贝尔物理学奖颁发给了三位获奖者,其中罗杰·彭罗斯因在理论上证明“黑洞是广义相对论的直接且必然的结果”获得一半的奖金,哈德·根策尔和安德烈娅·盖兹则因“发现银河系中心超大质量致密天体”而分享另一半奖金。余洪伟指出,从事天体物理的研究而获得诺贝尔奖的科学家人数在时间轴上呈指数式增长,而关于黑洞的故事远远没有结束,还有很多奥秘等待我们去探索,还有很多神秘的面纱等待我们去揭开。

“科学需要幻想,幻想需要科学”

在讲座的后半部分,四位学者共同走上讲台,就黑洞研究的相关话题进行了对谈。四位学者讨论了在黑洞研究领域,中国科学家所做出的贡献。鼓励同学们积极投身于物理研究,为物理学的发展贡献出一份力量。

(四位学者对谈“黑洞”)

“黑洞内的时间是呈线性的吗?”“黑洞能否吸收引力波?”“现有的物理理论能够支持时空穿越的想法吗?”现场的近20位同学提出了自己的疑惑,这些问题都得到了四位学者的耐心解答。

(同学们踊跃提问)

来自新闻与传播学院的王瑞雪同学提问:“许多科幻小说都有一定的科学预见性,那么,科幻小说对科学产生了怎样的推动和启发作用呢?”这一问题引发了嘉宾们对于科学研究和人文情怀之间关系的热烈讨论。嘉宾们认为,科学研究也需要人文情怀,科学和文化、艺术是可以相互促进,共同发展的,正如余洪伟所说的,“科学需要幻想,幻想需要科学。”

(新闻与传播学院王瑞雪提问)

通过与几位物理学“大咖”的近距离接触,现场师生收获颇多,不仅了解了黑洞相关的理论知识,同时也对如何开展科学研究有了更加深刻的认识,从而坚定了自己的科研信念。来自暨南大学理工学院的梁宇鑫同学说:“这场讲座激发了我对于黑洞研究的兴趣,我希望自己以后可以接触到更多相关的理论。除此之外,这场讲座对于我而言也是一种激励,让我更加坚定了攀登物理学高峰的信念。”

(党委宣传部文化素质教育办公室 文/邓双全 胡新月 图/杜安琪)

责编:闫芳

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