黑洞

作者: 梦紫霄 | 来源:发表于2019-04-12 22:52 被阅读0次

    第一,恒星、气体的运动透露了黑洞的踪迹。黑洞有强引力,对周围的恒星、气体会产生影响,于是科学家可以通过观测这种影响来确认黑洞的存在。

    第二,黑洞在“吃东西”即吸积物质时,会发出一定的光,科学家据此来判断黑洞的存在。

    第三,通过一定设备“看到”黑洞成长的过程,来推导黑洞的存在。

    按照100多年前爱因斯坦提出的广义相对论,人类似乎永远不能看到“黑洞本身”,相应的,黑洞的“事件视界”,就是科学家能看到的“最接近黑洞本身的图像”。

    之所以要“看到”黑洞、给黑洞“拍照”,一个主要目的就是“看看爱因斯坦究竟是不是对的”。

    要能在巴黎的咖啡馆“看到”纽约的报纸

    爱因斯坦又对了!

    全球翘首以待,人类历史上拍到的首张黑洞照片终于出炉。实际效果嘛,圆圆的,红红的,好像有点糊嘛?那么,“吃瓜群众”该怎么消化这个巨大的天文物理瓜呢?

    知识点1:黑洞本体看不见,周围一圈是气体

    众所周知,黑洞因聚集了大量质量,引力引发周围空间扭曲,连光子都无法逃逸出去,因此本体是无论如何看不见的。这次科学家们其实是追溯到了光子消失的边界,尽量看到了“极限”。

    照片中间黑色的才是黑洞本体,直径大概一千亿公里,周围是被它吸积成一圈的气体,因湍急流动而摩擦发光。

    知识点2:黑洞的彩色照片,其实是“假的”

    拍黑洞的望远镜收集到的不是我们日常的可见光,而是一种波长更长的亚毫米波,本身是没有颜色的区别的。科学家们实际上只能感受到强弱的不同,照片的红色是后期处理的效果,你也可以理解为一种“照骗”了。

    知识点3:黑洞在旋转

    从地球上看,这个距离我们5000万光年的M87黑洞是在顺时针旋转的。

    知识点4:南北不对称

    由于这个黑洞的自旋方向在远离地球,由于多普勒效应(就像救护车加速靠近时声调会变高,远离时声调会变低),光圈并不均匀,呈现出南北一边较为明亮一边较为暗的效果。

    知识点5:不是直接成像的

    拍黑洞照片运用了一种叫VLBI的技术,并非直接“拍照片”,而是靠8台望远镜的数据拼凑起来的,其中还有些模糊和缺失的信息,需要科学家们边讨论边拼图。这就像靠听几个音符来认歌一样。

    知识点6:爱因斯坦又对了

    科幻电影爱好者们可能会发现,这个照片整体上结构和《星际穿越》里的形象还是比较符合的。这就要感谢爱因斯坦了。黑洞是他在1915年发表的广义相对论的重要推论,之前《星际穿越》的科学顾问、诺奖得主基普·索恩也是根据理论计算推测出黑洞的样子。

    所以,黑洞照片不出科学家们所料,只能说,爱因斯坦又对了!

    蓄谋在新闻播报中惊艳全班。

    2019.4.12

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