重磅!“人类首张黑洞照片”面世啦 还不知道黑洞是什么?赶紧来看看吧

04-11 阅读:4340 来源:转载
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北京时间21:00,比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京以及美国华盛顿,全球六地同时发布“人类首张黑洞照片”,其重要程度不言而喻。事实上,这极有可能是今年最重大的发明之一。

4月10日晚,几乎所有人都在讨论“人类首张黑洞照片”。

北京时间21:00,比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京以及美国华盛顿,全球六地同时发布“人类首张黑洞照片”,其重要程度不言而喻。事实上,这极有可能是今年最重大的发明之一。

早在1915年,爱因斯坦发表广义相对论,最先预言了黑洞的存在。

然而,100多年后的今天,2019年4月10,人类有望第一次“亲眼目睹”黑洞真容

这就是人类首张黑洞的照片:

这张照片是一张来自M87星系的黑洞的照片。

几个世纪前,人们就察觉到了黑洞的存在。

直到今天,人类才首次拍摄到了黑洞的照片,对于黑洞的探索,人类从未停止努力。

但关于黑洞的一系列最基本的问题,许多吃瓜群众却仍然是一知半解。

黑洞到底是什么?

在短短一分多钟的视频中,苟利军回答了一系列关于黑洞的问题,解答了无数网友们的疑惑。

其中,最致命也是网友们最关心的问题便是:“黑洞到底是什么?”

“黑洞”(black hole)一词在1968年才由美国天体物理学家约翰·惠勒提出来,但早在1783年,英国地理学家约翰·米歇尔(John Michell)便已经意识到:一个致密天体的密度可以大到连光都无法逃逸。这也是普通人在今天对于黑洞的最基本认识:吸入所有一切,连光都逃不出来。

苟利军给出了简明扼要又十分清晰的回答:

“简单来说,黑洞就是一个黑色,连光都逃脱不出来的球体。”

更为详细的定义:黑洞是一种质量极大的天体,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,这个边界称为“事件视界”。
 

黑洞自身是不发光的

我们看到的发光实际都

来自于事件视界外面的物质

关于这次拍到的黑洞

该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。

它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。

“黑洞的大小完全取决于它的质量。”

“一般情况下,我们用一个史瓦西半径来描述。”

(史瓦西半径是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。天文学家、物理学家卡尔·史瓦西首次发现了史瓦西半径的存在,这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。)

1个太阳的史瓦西半径是3公里,那么直径则为6公里。

100万个太阳质量,就是100万再乘以6公里,所以是600万公里。

而更为直接的问题,则是“拍到黑洞照片意味着什么?”

“这张照片,第一次直接的帮助我们确认了黑洞的存在。”

在此之前,虽然人类通过各种方法间接的确认了黑洞的存在,但都不是最直接的方式。

这张照片,则妥妥的证明了:黑洞确确实实是存在的

而被问到“为什么这次冲洗照片这么久?”时,苟利军给出了两个方面的回答,一方面是因为数据量非常大,涉及到了全球八个不同地方的望远镜;

另一个则是因为,在数据处理的过程当中,有很多技术上的难点,导致处理的时间非常长。

“这个发现将对人类带来什么样的影响?”

“如果我们能通过照片看到黑洞周围的状况,有助于帮我们解决最基础的一些问题。”

苟利军的几句回答,简单粗暴的给吃瓜群众们普及了常识,让人忍不住想喊一句:

黑洞是如何拍到的?

在上海,人类首张黑洞照片以及这一项重大成果,由“事件视界望远镜”EHT项目和中国科学院共同发布。

“事件视界望远镜”项目由全球多个国家和地区的科研人员组成,他们利用分布在世界各地的射电望远镜,组成一台巨大的虚拟望远镜,其口径相当于地球直径。

该项目此前宣布,用这一虚拟望远镜“拍照”的重点对象是两个黑洞,一个是位于银河系中心的“人马座A*”,另一个位于代号为M87的超巨椭圆星系中心。

理论上,黑洞是爱因斯坦广义相对论预言存在的一种天体,它具有的超强引力使得光也无法逃脱它的势力范围,该势力范围称作黑洞的半径或称作事件视界。

此前,天文学家都是通过各种间接的证据来表明黑洞的存在,而EHT项目则是通过这个拥有地球直径的“虚拟望远镜”直接观测到了黑洞边缘的图像。

专家强调:人类首张黑洞照片的问世,将对研究黑洞具有重要意义。

在人类首张黑洞照片拍摄计划之初,苟利军和其他研究者合作写过一篇文章。

文中曾提到:

无论我们最终得到的黑洞图像是什么样子——像电影画面一般壮观恢弘,或者只有几个模糊的像素点——视界面望远镜都意义非凡,这是我们在黑洞观测史上迈出的重要一步。

观测结果不仅仅是一张照片那么简单,它一方面呼应着爱因斯坦的广义相对论,一方面也将帮助我们回答星系中的壮观喷流是如何产生并影响星系演化的。

我们将成为有史以来第一批“看见”黑洞的人类,真是好运气!

如今照片就在我们眼前,黑洞的神秘面纱已被掀开。

作为人类历史上首批看到黑洞真正面貌的人,我们感到无比骄傲!

人类探索黑洞的历程

人类历史上,对黑洞的探索已经长达几百年之久。

两个世纪以前,英法两国的科学家就曾提出:

一个质量足够大但体积足够小的恒星会产生强大的引力,以致连光线都不能从其表面逃走,因此这颗星是完全“黑”的。

但这一研究,当时并没有得到重视。

一个世纪之后,1915年,爱因斯坦发表广义相对论。

次年,德国天文学家卡尔·史瓦西(Karl Schwarzschild)通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解。这个解表明:

如果将大量物质集中于空间一点,其周围会产生奇异的现象,即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面,即使光也无法逃脱。

这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒(John Archibald Wheeler)命名为“黑洞”。