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黑洞
  来源: 发布时间:2019-06-12 作者:制罐一公司 王雅 【字体:

4月10日北京时间21时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布了黑洞“真容”。该黑洞位于室女座星系团中一个超大质量星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。

这是人类史上首张黑洞照片,之前大家看到的黑洞照片,其实都只是一张张的假想图而已。黑洞预言流传多年,我们是第一批“看见”黑洞的人类

说起黑洞,大家应该都听说过,它是一种体积无限小,密度无限大的天体所以它的引力大得可怕,任何靠近的物体都会被它吸进去,连光都不能逃脱。看到这里大家可能都会懵,不是没有光吗,那是怎么证明黑洞是真的存在而不是人们想象出来的?其实答案很简单,因为黑洞并不是天文学家想出来的,而是数学家算出来的数学家很早就通过计算发现,如果有一个物体质量足够大,体积足够小,那么它的引力就可以大到连光速都不能逃离。1915年爱因斯坦提出了广义相对论,短短一个月后,物理学家通过严密的计算,正式预言了黑洞这种天体的存在。我们当然不用去了解那些无比复杂的演算过程,只需要知道爱因斯坦在广义相对论中,首次提出了“事件视界”的概念。

大家想,既然黑洞的引力这么大,那宇宙为什么是现在这样的宇宙,有各种恒星行星卫星等等而不是光秃秃的一个黑洞?这就说明黑洞的影响力是有限的,它吸东西的范围应该有一个边界,这个边界就叫做“事件视界”。在边界里的东西当然都被吸进黑洞了,那边界外呢?答案是在边界外的天体会遵循万有引力定律绕着黑洞转。理论上发现黑洞很容易,如果观测到一群恒星在绕着一块“空无一物”的地方转动,那一定是黑洞!按照理论推算,光是银河系就上千万个黑洞,但是到目前为止被确认的就只有20个… 

找黑洞就已经很难了,想拍出照片只会难上加难。前面也说了,黑洞不发光,所以要拍也只是拍下它的事件视界。虽然是只拍个轮廓,这也依然是一个特别艰巨的任务——因为远。所以普通的天文望远镜根本拍不清,也拍不全。于是机智的科学家们利用望远镜直径越大,分辨率就越高的特性,想出一个绝招——把整个地球都变成望远镜。就是让许多个望远镜在同一时间联合观测,然后把数据进行分析处理,最后合并成一个图像。使用这种方法后,决定分辨率的就不再是单个望远镜的直径,而是望远镜之间的距离。科学家们在地球上选了8个地方,安装好设备后,要保证满足一堆苛刻的自然条件外,这8个地方的八组望远镜的动作也必须是完全同步的。为此科学家们要一遍遍地反复核对原子钟时间。在满足各种条件,拍到完美地图像后,处理数据的工作量也是奇大无比,事件视界望远镜一晚上拍到的数据量就足够塞爆无数台电脑。

黑洞照片揭晓前,科学家根据爱因斯坦广义相对论推算出了一个理想的模板,拍到照片后发现,真实情况跟计算结果一模一样,可见,观测结果验证了爱因斯坦的广义相对论。

首次拍到黑洞真容迈出了人类认知黑洞的历史性的一步,这将有助于进一步验证人类基础科学理论。科技在进步,人类在前进。




 


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