当前位置:宇航门户网站  >汽车  >永利国际官方入口·在看黑洞照片之前,你必须知道这些事

永利国际官方入口·在看黑洞照片之前,你必须知道这些事

2020-01-11 15:50:31     来源:宇航门户网站
黑洞的第一张照片即将出现,但是你知道这个“洞”有多么难拍吗?今晚——就在几小时之后的今晚9点,“事件视界望远镜”将发布第一张黑洞“照片”。星系中心的超重黑洞,其质量是太阳的数十亿倍。白洞目前还仅是一种理论模型,尚未被观测所证实。黑洞、白洞和虫洞,是构成宇宙的三大重要器官。黑洞能吸收在其引力范围内的任何物质,却不能向外喷发任何物质。黑洞的内部必然存在虫洞,黑洞

永利国际官方入口·在看黑洞照片之前,你必须知道这些事

永利国际官方入口,黑洞的第一张照片即将出现,

但是你知道这个“洞”有多么难拍吗?

首先,就要“六神合体”——

“六神合体”

前年4月,一组地球超级观测阵列出现,它们被统称为“事件视界望远镜”(eht)。天文学家把分布在全世界的6座(后新加入2座)大型天文台以电子方式相互连接,它创造了一个与地球等宽的“虚拟望远镜盘面”,也就是说这个望远镜跟地球几乎一样大。

动画片《六神合体雷霆王》截图

举世界之力,

我们终于获取了2万6千光年外

一颗黑洞的无线电数据。

今晚——就在几小时之后的今晚9点,“事件视界望远镜”(eht)将发布第一张黑洞“照片”。更确切地说,这张万众期待的照片拍摄的是黑洞周围的神秘区域,即视界线。而在此边界内,即使是速度最快的“光”,也无法逃出黑洞的魔掌。

银河中心最“坑”的存在

起初,事件视界望远镜瞄准了两个超重黑洞:一个是名叫人马座a*(sagittarius a*)的黑洞,位于银河系中心,比太阳重约400万倍;另一个则位于附近的m87星系中心,比太阳重约1500倍。

供图:nrao, aui, nsf

巡天之眼:上图是智利66个阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列射电望远镜(alma)的一部分。

后来,将南极望远镜和智利阿塔卡玛大型毫米/亚毫米阵列望远镜(alma)纳入进来。阿塔卡玛阵列望远镜使事件视界望远镜的精度提高了10倍,如果月球上放着一颗高尔夫球,那么你在地球就能清楚看见。这种神视觉,使我们能够拍摄到黑洞周围极小的视界。

供图:d. coe, j. anderson和r. van der marel(太空望远镜科学研究所),美国宇航局,欧洲航天局

重磅黑洞

1000倍于哈勃

拍摄黑洞需要分辨率极高的观测仪器,即便是哈勃望远镜,也要提升1000倍分辨率才能满足拍摄黑洞的要求。事件视界望远镜通过甚长基线干涉测量技术,终于满足了拍摄需求。

供图:nasa/jpl-caltech

银河巨物:美国宇航局一架望远镜观测到的遥远星系中,一圈恒星环绕着中心的一个黑洞。

全球大部分地区都要晴好

多年时间,研究团队一直在调整多座望远镜的观测时间,并为每个地方配备关键电子仪器。尽管万事俱备,但最终还有无法控制的一个关键因素——天气。为了将这种影响最小化,射电望远镜通常都安放在高海拔,比如山顶或荒漠高原上,但是,突然侵入的云朵和雨雪仍会导致天文台无法工作;此外,高海拔地区的强风也会让望远镜宕机。

10000台电脑的硬盘被装满了

每一个天文台产生的数据量都非常庞大,无法通过电子渠道传输。所有望远镜产生的数据量,相当于10000台电脑的存储空间。

黑洞是一只永远吃不饱而且无所不吃的怪兽,是一切物质的坟墓,引力极巨大。它们其实就是宇宙中密度最大的天体。由巨大恒星坍缩形成的恒星黑洞,能将十个太阳压缩成比北京市还小一半。星系中心的超重黑洞,其质量是太阳的数十亿倍。它们的起源至今仍是未解之谜。

人马座a*

供图:欧洲航天局/哈勃&美国宇航局

恒星wr 124(又名hen 2-427),其周围环绕着年龄为1万年的m1-67星云,这对宇宙伴侣都属于人马座。

早在1974年,科学家们已经发现了一个非常紧凑的电磁波。它来源于距离地球2万6千光年的人马座中的某个区域,科学家们将其称为人马座a*(英文简称sgr a*)。如今,人们得知这个电磁波的源头是一个超重黑洞,位于我们星系的中心,质量是太阳的400多万倍。

1、奇点

根据爱因斯坦方程,在黑洞中心,一颗恒星全部的质量都坍缩成了密度无限大、无量纲的点,即为奇点。奇点可能存在也可能不存在——但是在我们对重力的理解中,奇点却指向了一个数学意义上的一个“洞”。

供图:nrao, aui, nsf

物质核心:这幅插画描绘的是银河系中心超重黑洞的样子。

2、视界

围绕在人马座a*周围约2060万公里范围内的视界,即为光都无法逃出的黑洞引力边界。

3、静态极限

供图:nrao, aui, nsf

射电星:银河系中心区域的近景,那里正是超重黑洞的所在。

黑洞的旋转会扭曲空间,使环绕在其周围的物质公转速度加快或减慢。在某些环绕轨道上,某些物体以光速相对于黑洞的旋转而运动,从而看上去像是静止状态。这一轨道即为静态极限。当速度到达极限的时候,反而看似静止,看似悖谬的理论,却也易于理解,比如当人类扎马步一直保持静止,反而会感到非常非常累。

4、x射线喷流

供图:nasa, cxc, stanford, j.hlavacek-larrondo et al

美国宇航局一架望远镜观测到了迄今为止最强劲的超重黑洞x射线辐射。该黑洞距离地球约39亿光年。

虽然人马座a*如今看起来很平静,但在2万年前左右,它可能吞噬了一颗恒星或者比太阳重100倍的气体云。这顿“大餐”产生的x射线喷流从黑洞的两极向外喷射。(黑洞的两极与星系盘面的夹角为15度)

天文学家以毫米级无线电波观测这些黑洞,因为在这个波长范围内,光可以透过星系中心浓厚的气体与尘埃,相对畅通无阻地到达地球。

物质被吸进黑洞去了哪里呢?

白洞是广义相对论所预言的一种性质正好与黑洞相反的特殊天体。白洞目前还仅是一种理论模型,尚未被观测所证实。黑洞、白洞和虫洞,是构成宇宙的三大重要器官。

黑洞密度无穷大,质量无穷大,空间极度弯曲,连光都不能逃逸。黑洞能吸收在其引力范围内的任何物质,却不能向外喷发任何物质。黑洞的内部必然存在虫洞,黑洞里的超密物质将转化为能量,经过虫洞,由白洞向外喷发。这个喷发,首先是极高温度和压力的超级能量流,是超光速的,爱因斯坦所说的光速是速度的极限,只适用于物质世界。黑洞吸入、虫洞经过、白洞喷出——这个方向是不可逆的。

斯蒂夫·霍金,黑洞理论的集大成者、甚至在晚年提出黑洞根本不存在的可能性,使得好不容易被我们读懂一些的宇宙,瞬间更加扑朔迷离。最后,我们曾期待他在遗作《十问》中能解答我们关于他一切研究的真相,直到读到下面的一席话语,我们才发现,没有答案,才是一切的答案。

摄影:richard ansett,bbc

“我在这个星球上过着一种非凡的生活,我利用奇思异想和物理定律穿越宇宙。我到过银河系最远处,旅行进入过黑洞,还返回过时间的起点。在这个地球上,我经历了高潮和低谷、动荡与安宁、成功和痛苦。我遭遇贫穷,享用富裕,曾经矫健,又身患残疾。我既受到赞扬,也受到批评,但从未被忽视过。通过我的研究,我非常荣幸地能够为人类对宇宙的理解做出贡献——

但如果宇宙中不存在我所爱且爱我的人,那的确会是一个空虚的宇宙。没有他们,偌大宇宙的一切奇迹都对我毫无意义。”

(摘自《十问:霍金沉思录》)

预告:

今晚9点,我们将发布黑洞的“地表最强视频”,

敬请关注“国家地理中文网”。

点击文末

“阅读原文”按钮

超低价格

预订《华夏地理》2018典藏版

还有大礼相送哦!

如果你看了这篇文章,

就点一下“在看”吧!

上一篇:七十华诞,冰雪献礼,辽宁全民冰雪运动会在沈阳盛大启幕 下一篇:商务部回应“水果价格上涨”:应季水果上市后将回落
  • 今夜欧冠,放“马”过来