為什么黑洞周圍有紅色或藍(lán)色的圓圈?第一張人類黑洞照片是如何拍攝的?為什么還能拍到它的真面目?4月,天文學(xué)家同步各國設(shè)置,望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)連續(xù)組合8個(gè)天文臺(tái)觀測(cè)母獅中心 。這是世界天空望遠(yuǎn)鏡,它的觀測(cè)分辨率相當(dāng)于一個(gè)行星大小的天文望遠(yuǎn)鏡 。然而,即使如此,科學(xué)家們也只能通過拍攝它的輪廓,然后通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算,來獲得黑洞的輪廓 。目前人類只發(fā)現(xiàn)了十幾個(gè)黑洞,但根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算,銀河系中的黑洞多達(dá)1億個(gè) 。雖然目前對(duì)黑洞的認(rèn)識(shí)可能不足萬分之一,但相信隨著人類科技的飛速發(fā)展,地球上黑洞的面紗將在不久的將來被人類揭開 。
之前為什么不能拍到黑洞,現(xiàn)在又為什么拍得到?
【人類為什么拍不到黑洞,為什么拍不到白洞照片】
黑洞其實(shí)是可以拍攝的,現(xiàn)代物理學(xué)的研究人員有了共識(shí),在某個(gè)特定的宇宙空間,存在一種叫做黑洞的物質(zhì),它的質(zhì)量極大,如果以我們熟知的太陽為標(biāo)桿,黑洞或許有幾億個(gè)乃至幾十億個(gè)太陽的質(zhì)量那么大,此其一靠近黑洞的星體,無論是恒星還是行星,都有被黑洞吞噬的可能,此其二往黑洞中心的飛行物,永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)飛行目的地,這說明黑洞與觀察者有著極為巨大的縱深尺度,觀察者無法測(cè)量出這種尺度,此其三能量強(qiáng)大的光束,在黑洞范圍內(nèi)會(huì)發(fā)生彎曲,如果以光速直線傳播為毎秒30萬公里計(jì)算考量,此處的光速會(huì)沒有那么快,此其四 。
竟然能拍到黑洞照片,為什么拍不到白洞照片?黑洞跟白洞相遇之后會(huì)發(fā)生什么事?
之所以能夠拍攝到黑洞,是因?yàn)榫迿E圓星系M87中心黑洞的質(zhì)量有太陽質(zhì)量的65億倍 。在這樣巨大的引力作用下,黑洞的周圍會(huì)形成一個(gè)龐大的由大量氣體分子構(gòu)成的吸積盤 。氣體分子在落入黑洞的過程中會(huì)被加熱,釋放出能量 。圖黑洞真實(shí)照片事實(shí)上,這張照片拍攝的只是黑洞周圍吸積盤的樣子 。中間的黑色圓洞也不全是黑洞的本體 。
這個(gè)黑色圓圈外圍的大部分區(qū)域被稱為黑洞陰影,它的直徑是黑洞的2.5倍 。黑洞隱藏在這個(gè)陰影的中心位置,并沒有被我們拍攝到 。這也是理論上不可能拍攝到的至少在可見的未來是不可能的 。白洞與黑洞一樣,是相對(duì)論所推導(dǎo)出來的天體 。有推測(cè)認(rèn)為,白洞是一個(gè)與黑洞完全相反的時(shí)空區(qū)域,黑洞只吃不吐除了微弱的霍金輻射 。
人類為什么能對(duì)黑洞拍照呢?
2019年4月10日晚21時(shí)07分,上海天文臺(tái)臺(tái)長沈志強(qiáng),將天文臺(tái)的科技工作者們捕獲的首張關(guān)于宇宙中的黑洞照片向全世界發(fā)布 。它是科學(xué)界突破事件載入史冊(cè),多過天文學(xué)家聯(lián)合公布并展示人類有史以來首張黑洞照片,對(duì)于宇宙探索來說,這無疑是具有革命意義的成果,這時(shí)可能會(huì)有乘客好奇一張照片為何會(huì)引起如此轟動(dòng) 。給黑洞拍攝照片非常不容易,它利用了全世界布設(shè)的8個(gè)亞毫米射電望遠(yuǎn)鏡和ALMA陣列的70顆天文望遠(yuǎn)鏡,組成的大型虛擬望遠(yuǎn)鏡 。
北至西班牙,南至南極,在同一時(shí)間撒出一條大網(wǎng),撈回海量數(shù)據(jù),勾回勒出黑洞大體輪廓 。在控制同步時(shí)間上,統(tǒng)一用原子鐘控制時(shí)間,收集記錄數(shù)據(jù)匯集分別位于美國麻省Haystack天文臺(tái)和德國波恩的馬普射電所,在那里有超級(jí)計(jì)算機(jī)通過回放硬盤記錄數(shù)據(jù),合并校準(zhǔn)分析,從而產(chǎn)生一個(gè)關(guān)于黑洞的高分辨率影像 。最后通過天文學(xué)家們的認(rèn)可的電子合成技術(shù)而形成一個(gè)黑洞圖片 。
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