2026年9月11日,由北京大学物理学院主办的“北京大学格致论坛”第41讲在物理学院西202报告厅成功举行。本次论坛由北京大学科维理天文与天体物理研究所博雅特聘教授董若冰主持,上官晋沂研究员应邀作题为“宇宙中的巨型黑洞:从广义相对论到宇宙黎明”的学术报告。
董若冰主持
上官晋沂作报告
在本次报告中,上官晋沂从引力与黑洞概念的起源讲起,回顾了黑洞如何从广义相对论的数学预言,一步步变成今天能够被观测——甚至被精确测量的天体。他结合X射线双星、引力波探测和事件视界望远镜成像等成果,梳理了黑洞存在的观测证据。接着,他以类星体3C 273的发现为线索,解释了天文学家如何通过光谱红移、巨大光度和短时标光变,逐步认识巨型黑洞的吸积过程,并介绍了活动星系核中吸积盘、宽线区、尘埃结构及喷流等组成部分。质量是理解黑洞的关键物理量。上官晋沂系统介绍了多种测量方法,包括银河系中心恒星轨道测量、河外星系恒星与气体动力学、反响映射以及单历元光谱估计等。其中,GRAVITY近红外干涉观测的进展尤为引人注目:它不仅用于探测银心恒星运动、检验引力红移与史瓦西进动、追踪银心耀发,还被用来解析活动星系核宽线区结构并测量黑洞质量。上官晋沂还展望了未来结合更高灵敏度干涉观测与大口径望远镜光谱测量,进一步探究银心黑洞自旋的前景。在此基础上,报告将话题引向巨型黑洞与宿主星系的共同演化,以及早期宇宙中大质量黑洞的形成难题。上官晋沂对比了第一代恒星演化、致密星团过程和气体直接塌缩等种子黑洞形成途径,并分析了吸积增长时间对这些机制的限制。詹姆斯·韦伯空间望远镜发现的“小红点”成为讨论的焦点之一。上官晋沂介绍了这类天体的特殊能谱、宽发射线及光变、结构致密以及部分宿主星系难以探测等观测特征,指出其物理本质、黑洞质量以及与宿主星系的关系仍存在争议,并探讨了原初黑洞、自相互作用暗物质塌缩等可能的解释。最后,报告展望了中国空间站望远镜等大天区巡天项目,以及脉冲星计时阵列和空间引力波探测计划在研究巨型黑洞形成、增长与并合历史中的作用,强调电磁波与引力波联合观测的重要性。问答环节中,参会师生围绕银心耀发与吸积盘磁场、“小红点”与星系形成的先后关系、暗物质与暗能量的区别、干涉观测与大口径望远镜的互补优势,以及黑洞的基本物理量和自旋测量等问题,展开了深入交流。

互动交流
本次论坛线上线下同步进行,北京大学物理学院天文学系副主任陈弦长聘副教授、中国科学院理论物理研究所皮石研究员现场出席了报告会。通过北京大学直播平台和蔻享学术平台在线观看直播的观众逾16.7万人次。
回放地址:https://www.koushare.com/live/details/55712
报告人简介:
上官晋沂,北京大学科维理天文与天体物理研究所研究员,博雅青年学者;2018年获北京大学物理学院天文系博士学位,随后赴德国马普地外物理研究所从事博士后研究,2024年加入北京大学科维理天文与天体物理研究所。主要从事活动星系核和超大质量黑洞研究,利用甚大望远镜干涉仪(VLTI/GRAVITY)及多波段观测,研究活动星系核中心和宿主星系的物理性质。
北京大学格致论坛简介:
北京大学格致论坛是北京大学物理学院发起的面向青年教学科研人员学术交流活动。“格致”体现两重涵义:一是,北京大学物理学科源自京师大学堂格致科;二是,“致知在格物”出自《礼记·大学》。自2010年4月启动以来,论坛围绕学科领域前沿,面向国家重大需求,针对基础科学问题,开展学术研讨,分享最新研究成果,促进学科交叉融合,培育新兴方向增长点,展现了北大物理人学术无畏、攀登无限的新风貌。2021年5月,于物理学院成立二十周年之际重启,并增设在线参与通道。
供稿:科研交流办、廖吉伟
照片:李晓敏
审核:上官晋沂、杨振伟