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文章来源:孝感网 发布时间:2019-11-12 06:47:57  【字号:      】

猜猜首张黑洞照片什么颜色?既可能是灰度图像,也可能是假色图片

今天晚上,首张黑洞照片将问世。比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿六地将共同宣布来自事件视界望远镜的一项重大结果,揭开黑洞的神秘面纱。

黑洞照片是传统意义上的照片吗?黑洞邻近的时光会变慢吗?关于黑洞,你必定有许多的疑问。中科院国度天文台苟利军研讨员接收懂得放日报·上观消息记者的专访。

为什么一个世纪都没能拍到黑洞照片

“大家不要忘了,我们的肉眼是看不见太赫兹波段的,因此黑洞的照片可能是灰度图像,也可能是假色图片,只要可以用来区分光的强度散布即可。”苟利军介绍,今晚即将亮相的黑洞“照片”,与传统意义的照片还是很不一样的,广泛照片拍摄的是可见光波段,而此次事件视界望远镜拍摄的是太赫兹波段,也就是亚毫米波段。

科研想象图:望远镜能够看到的气象

为什么长达一个世纪都没能拍到黑洞照片?“这是因为须要比哈勃太空望远镜还高出2000倍辨别率的望远镜,而之前的望远镜没能做到。这次位于南极、智利、墨西哥、美国夏威夷、美国亚利桑那州、西班牙的8台亚毫米射电望远镜同时对黑洞展开观测,应用甚长基线干预测量技巧(VLBI),相当于构建成一个口径等同于地球直径(1万多公里)的望远镜。

从2017年4月5日至14日,事件视界望远镜对银河系中心和星系M87(距离地球5300万光年)中央的超大质量黑洞进行了拍摄。这两个黑洞的视大小是目前发明的黑洞中最大的两个,在辨别率有限的情形下,越大越容易看到细节。“由于地球每天都围着太阳转,因此拍摄地位特殊讲求,只有运行到某些处所,才干保证8个望远镜同时能看到黑洞,因此最佳机会在2017年只有这10天。”至于为何时隔2年才宣布,苟利军猜测,因为盘算机须要处置的数据量非常宏大。

中国有两个亚毫米射电望远镜,一个在青海德令哈,另一个在西藏羊八井,但由于我国地处美洲的背面,难以和其他望远镜同时观测,因此中国大陆的望远镜并没有参与直接观测。但是位于夏威夷的麦克斯韦望远镜(JCMT)是EHT结合观测网络节点之一,由中国科学院天文大科学中心与日本国立天文台,韩国天文与空间科学研讨所和中研院天文与天文物理研讨所共同组建的东亚核心天文台结合运行,为EHT供给了必不可少的观测保障,同时部分中国科学家也参与了后期的数据剖析和讨论,为黑洞的照片作出了贡献,他们将在现场讲述参与该项目标心路过程。

科学家至今还没察看到逝世亡的黑洞

还记得电影《星际穿越》中黑洞的样子吗?像一顶草帽,程度方向有个吸积盘,黑洞高低也有两个圆环。“就像海市蜃楼,这只是看上去的视觉后果,实际并不如此,这是黑洞的引力透镜效应,或者说是时空曲折效应。”苟利军说。

《星际穿越》中黑洞的样子

当我们靠近黑洞时,相比于那些远离黑洞的人,我们的时光流逝得更慢。这也可以算是时空曲折效应,不过只是一种相对效应。靠近黑洞时,每一个权衡“一秒钟”的标准被拉长了,也就是说,在这个坐标系下,时光是被拉长的。

黑洞会灭亡吗?苟利军介绍,在传统的广义相对论中,黑洞发生后不会再产生变更,可以永远存在下去。但如果把量子力学的不断定性,引入事件视界中,一些质量较小的黑洞会发生霍金辐射,因而也会逝世亡,并在灭亡时发生大批伽玛射线。但霍金辐射对于超大质量黑洞影响很小,这类黑洞并不会灭亡。据介绍,科学家至今还没察看到逝世亡的黑洞。

依据质量,天文学家将宇宙中的黑洞分成三类:恒星级质量黑洞(3倍-100倍太阳质量)、超大质量黑洞(几百万倍太阳质量以上)和中等质量黑洞(介于两者之间)。尽管恒星量级的黑洞距离我们更近一些,但是因为恒星级黑洞的个头也小一点,黑洞直径也相应小一些,这样在天空中看起来的视大小(黑洞直径除以距离的比值)比邻近的一些超大质量黑洞看起来更小一些,所以事件视界望远镜选择观测的就是位于我们银河系中的超大质量黑洞和距离我们5300万光年的M87星系中心的黑洞。

质量小于100个太阳质量的黑洞可能多于1亿个

说了黑洞这么多有趣的事情,一起来回想一下黑洞是怎么被发明的。

黑洞的近代概念,起源于爱因斯坦1915年提出的广义相对论。通过爱因斯坦场方程,可以直接推导出某些大质量恒星会终结为一个黑洞。“黑洞相当于爱因斯坦场方程的一个极端的解,不过就连爱因斯坦也不敢信任黑洞真实存在。”苟利军说。

爱因斯坦场方程在最初宣布时只有近似解,当时的德国物理学家卡尔·史瓦西在一战前线,得到了非旋转黑洞的精确理论解,这是第一个有关爱因斯坦场方程的精确解。与此同时,史瓦西还给出了黑洞的半径大小,在这个半径范畴以内,任何物质和辐射都不会溢出,后人将此距离称为史瓦西半径,并把史瓦西半径处的想象中的球面叫作事件视界。“在史瓦西看来,一个人如果掉进事件视界,是无法发射无线电光信号的,因为光也无法逃逸出去。”

上世纪三十年代,美国的“原子弹之父”奥本海默研讨发明:恒星在必定环境之下可以坍缩形成黑洞,并从理论上证实了黑洞的质量下限。

1963年,旋转黑洞精确解这一难题被爱尔兰的数学家罗伊·科尔所攻破。

1964年,美国科学家应用探空火箭在天鹅座区域偶然发明了一个非常明亮的X射线天体,天文学家将此天体命名为天鹅座X-1,这是人类历史上第一个黑洞候选体。

核物理学家约翰·惠勒于1967年提出了“黑洞”这个名称,有趣的是,“虫洞”这个名称也是由他提出的。

霍金在上世纪七十年代首先提出了黑洞的热力学定律,之后又发明了“霍金辐射”,他以为光线会从黑洞中逃脱,黑洞的质量因此也会逐渐变小,从而消散。

2016年2月11日,激光干预引力波天文台发布,他们通过引力波信号,探测到了两个黑洞合并。这为黑洞的存在供给了第一个具体证据。

那么,宇宙中到底存在着多少黑洞?在引力波被直接探测到后,科学家们估算,质量小于100个太阳质量的恒星级黑洞在我们银河系当中就应当多于1亿个。而我们全部宇宙还有至少上千亿个相似我们银河系的星系。与此同时,不要忘了,几乎在每一个星系的中心还存在着一个超大质量的黑洞呢。

黑洞毕竟长什么样子?让我们拭目以待!!!




(责任编辑:管喜德)

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