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人类试拍黑洞照片 人类怎么发现黑洞的

来源:风度派    阅读: 2.6W 次
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人类试拍黑洞照片,这是一项不可思议的任务。在我们的认知里,黑洞是一个恐怖且神奇的存在。近日有一则新闻人类要给黑洞拍照片正在引发热议,很多网友疑惑黑洞的照片拍出来会不会是黑的,什么都没有?那新闻人类试拍黑洞照片的这则新闻详情如何呢,请跟着小编往下看。

人类试拍黑洞照片 人类怎么发现黑洞的

人类终于要给黑洞拍摄第一张“照片”了。由全球不同地区8个射电望远镜组成的“事件视界望远镜”5日开启,这个口径相当于地球直径的虚拟望远镜将在未来10天内尝试观测银河系中心的超级黑洞“人马座A*”。

美国国家科学基金会是其中部分望远镜的资助方,基金会主席弗朗斯·科尔多瓦当天发表声明说,“事件视界望远镜”将尝试拍摄银河系中心黑洞的第一张“照片”,这是“一项令人激动并具挑战性的工作”,将有助验证一些最基本的物理学理论。

黑洞是一种体积极小、质量极大的天体,具有非常强的引力,在它周围的一定区域内,连光也无法逃逸出去,这一区域称为“事件视界”。“事件视界望远镜”实际上尝试观测的是黑洞的“事件视界”。

人类试拍黑洞照片 人类怎么发现黑洞的 第2张

“人马座A*”距离地球2.6万光年之遥。按科学家的说法,给“人马座A*”拍照大体相当于“给月球表面的一个葡萄柚拍照”,因此需要动用地球大小的虚拟望远镜。另外,“事件视界望远镜”本次还将观测邻近星系M87的中心黑洞。

给黑洞拍照并不容易,无法即拍即得。天文学家需要用几个月来整理分析这10天获得的观测数据,预计2018年发布第一张黑洞“照片”。

人类试拍黑洞照片 人类怎么发现黑洞的 第3张

1795年,法国著名科学家拉普拉斯,在研究牛顿的万有引力定理的时候,假设有一个质量很大的物体比如地球,压缩到一个很小的空间中(比如把地球压缩成直径1M的球),计算一下一个小物体(比如1公斤的秤砣)要用多大的速度才能摆脱这个大质量物体的引力,最后得出的结论:这个小物体要飞出去的速度可能会超过光速。

1915年,德国著名科学家爱因斯坦提出了广义相对论,并提出了光速恒定,并且是物质运动的上限速度。数学家史瓦西根据拉普拉斯1795年的结论、结合爱因斯坦相对论中的宇宙方程,得出新的结论:如果空间存在一个及其致密的物体,那么它可以让空间弯曲成球形,任何物质都不可能飞出这个空间,包括光。

人类试拍黑洞照片 人类怎么发现黑洞的 第4张

因此推算出形成球形空间所需要的质量为至少3个太阳质量。在一个确定半径内,任何物质都无法逃出这个空间,这个半径就是史瓦西半径。这是爱因斯坦广义相对论中宇宙方程的一个确定解(还有另外一个解,是克尔解,是旋转黑洞模型,粉丝可以输入“相对论”查看更多)。人们就把这种极其致密的物体叫做黑洞(Black Hole),静态黑洞的描述,就如史瓦西计算的一样,边界就是史瓦西半径。

自从黑洞被相对论预言以来,人们不知道如何观察它。因为黑洞本身不发射可见光,光子如果进入到了史瓦西半径,也出不来,所以黑洞本身也不反光。既不发光也不反射光,这就让人们很难直接发现黑洞。

但是在人们了解到宇宙可能存在反物质和暗能量的时候,于1994年一个由美国圣母大学的大卫班尼特牵头,来自6个国家的25名科学家组成了一个团队,本来是想根据重力透镜原理来发现暗物质组成的暗星,歪打正着发现了黑洞。

人类试拍黑洞照片 人类怎么发现黑洞的 第5张

下面这段视频简单的介绍了重力透镜的原理。(是李电匠翻拍的记录片《暗物质》中的片段,用来说明原理。阅读原文是纪录片《暗物质》播放链接)

他们先对天空分成了82个区,然后分配给不同的科学家去做连续观测。

到1996年,他们观测到了13个重力透镜事件,其中编号为MACHO-96-BL5星体的明暗现象,只能用“黑洞到此一游”来解释。

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