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人类史上首张黑洞照片刚刚公布 相关知识点有这些

冯杰

2019年04月12日 02:07

叶欣辰 旭岽 施韡
《人民网--科普中国》


刚刚,随着黑洞新闻发布会的结束,这位神秘的大BOSS终于露出真容!全球30多个研究机构的科学家参与,利用全球不同地区的8个射电望远镜,历时2年拍摄,又历时2年“冲洗”。各大媒体对于这一天文盛事非常关注!


作为人类首张黑洞照片,看起来似乎比电影中的黑洞更梦幻。跟你想象中的一样吗?无论在你想象中是什么样子的,这绝对都是人类的高光时刻。


在你奔走相告前,我们备好了从入门级到初级、从中级到高级的谈资,下面请对号入座,看看你在哪个级别。


入门级:黑洞是怎么形成的?


黑洞是大质量恒星死亡后的一种形态,恒星还会死亡?是的!当恒星内部的燃料消耗完了,它就死了。这个时候,如果这个恒星足够重的话,黑洞就要产生了!黑洞是从广义相对论推演出来的,没错,最开始就是人类猜想出来的……然而后来发现,一切好像都和我们猜想的是一致的!虽然名字都叫黑洞,但长得可不一样。就像人有高矮胖瘦之分,黑洞家族也可分为三类:


a/个头和质量最小的——恒星级黑洞(质量是太阳的几十倍~上百倍);


b/身材中等的——中等质量黑洞(质量大约是太阳的几千倍~几万倍);


c/黑洞中的巨无霸——超大质量黑洞(质量在太阳的几百万倍以上)。


恒星级黑洞太小了,以现有的技术,直接拍到它们的真容几乎不可能。所以今天亮相的主角,是超大质量黑洞!


初级:这次被拍到的黑洞是谁?


超大质量黑洞可以算是大BOSS,这种级别的黑洞,甚至有上百亿个太阳质量之巨!这一次联合观测的两大候选黑洞,就是位于银河系中心的Sgr A *黑洞和银河系外的M87黑洞!可以看到,Sgr A *离我们近,但质量小,M87虽然离得远,但质量够大!在地球上看两者大小比较接近,因此就成了拍照的首选!M87的黑洞质量大约是太阳的64亿倍,也是宇宙中最大的黑洞之一,而科幻电影《星际穿越》中的卡冈图雅黑洞也不过是太阳质量的1亿倍!


中级:黑洞是怎么被拍到的?


为什么一个世纪以来,人类都没能拍到黑洞?那是因为黑洞视界范围,也就是能被看到的界线非常非常小。而且黑洞自身不发光,难以直接探测。科学家们便只能“曲线救国”,采用一些间接方式来探测黑洞,比如,观察吸积盘和喷流。吸积盘,就是围绕黑洞旋转的气体盘,由恒星的气体组成。还有一部分气体在掉入黑洞视界面之前会形成喷流。物质被吸入黑洞时会产生大量光和热,因此很容易被科学家探测到。这次的“黑洞捕手”是事件视界望远镜EHT(Event Horizon Telescope)。


这个计划始于2015年,位于南极、智利、墨西哥、美国亚利桑那州、夏威夷和西班牙的8台射电望远镜,模拟出了一台地球大小的超级望远镜。并在2017年4月EHT就已经完成了拍摄。


高级:为什么照片要“洗”2年?


简单来说,就是需要修图。因为与其说是拍照片,倒不如说是测了一大堆的数据,必须要做可视化处理。这个数据非常非常非常地大……


而且,地球上没有人知道这图到底对不对啊,所以科学家还得使用不同的解题思路,验证结果对不对。这几年,多国的科研团队就是分头再做这些处理和验证的事情。


有人疑问耗费这么多时间精力去拍一张照片到底有什么用。黑洞来自于相对论,相对论作为基础物理学理论是否准确,事实上影响着地球上一切,包括通信、能源,等等。而且从科学上说,并没有“有用”“无用”之分,一切未知都值得去探索。


作为广义相对论最重要的预言之一,黑洞一直是最神秘,甚至最令人神往的存在。有生之年,能有机会一睹黑洞的尊容,真的是荣幸之至!


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2019年04月12日 10:06
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超级真菌感染主要发生在医院内