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连光线也无法逃脱的黑洞,科学家是怎么给他拍照的?

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online_member 发表于 2019-11-7 21:53:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
早在230多年前,科学家根据牛大神的万有引力理论,推算出一种巨大星球的逃逸速度要达到非常大,甚至得超过光速才行,好在当时科学界还没有光速最大的理论,他们把这种星球叫作“黑暗星球”。

不过,因为当时牛大神的光粒子说受到胡克等人的挑战,这个“吸光的黑暗星球”的概念没有发展下去。

到爱因斯坦提出广义相对论之后,一位德国物理学家史瓦西在二战的炮火战地上,计算出了老爱方程的第一个星体静态精确解。

史瓦西计算认为,只要将一个天体压缩得足够小,那么,它的半径小于某个值时,光线就无法从中逃逸,这个半径就被称为史瓦西半径,而等于这个半径的球面被称为“事件视界”。事件视界就是说过了这个界面,里面的任何事件都无法对外面的观察者产生影响。表现出来就是到了这个位置,你就看不到任何东西,任何物体到了这个界面上就完蛋了。光线跑这么快都没有办法逃逸,这个星体就如一个洞一般,会把所有事物都吸进去。于是,这种星体就被称为“黑洞”了。

既然黑洞黑漆漆的,那怎么能给它拍照呢?

黑洞的寿命与它的质量成正比关系,因为史蒂芬霍金同学证明黑洞的体温和质量成反比,而寿命与体温也成反比,这样负负得正,正正得负,我擦有点绕。反正黑洞越大,命就越长。比如,相当于一个太阳质量的黑洞大约可以活1x10^66年,而相当于一颗小行星质量的黑洞会在1x10^-21秒就玩完了。所以说,现在存在于世上的黑洞都是大家伙。它们的质量非常大,因为牛大神的作用,它们会把附近的天体或星际气体尘埃什么的都吸引过来。

这些物质在掉入坑里的过程中,相互之间不断摩擦(有点污),浑身散发出巨大的热量,黑洞的外围实际上因为这些不老实的家伙,会发光的。这些物质继续坠落,受到黑洞潮汐力的撕扯,都被爱情点燃,粉身碎骨,被拆解成了粒子。在未拆解成基本粒子之前,会形成等离子体,然后受到磁场的影响,在黑洞周边形成一个旋转的盘状结构,并散发出大量的光和热。

这个时候,观察者就能看到一个黑乎乎的家伙外围,带着一个闪闪发光的游泳圈。我们只要将这个游泳圈拍下来,就可以猜测一下“事件视界”之内黑洞的样子了。

不过,即使最大的黑洞,因离地球实在太远了,我们用太空中最大的望远镜也只能看成一个点。比如,观测要求较低的人马座A*黑洞,需要接近0.07毫角秒的观测仪器,而哈勃望远镜的分辨率要提高1000倍才能达到要求。

好在科学家们也不是吃干饭的,他们发现,只要在地球上多处位置布置多台射电望远镜,分别对同一个天体进行观测,能大幅提高分辨能力,就相当于组成了一个地球大小的望远镜。于是,这台虚拟望远镜,实现了0.06毫角秒的分辨率。

最终,在2019年4月10日,我们照了一个“甜甜圈”出来。
连光线也无法逃脱的黑洞,科学家是怎么给他拍照的?81 / 作者:一条龙 / 帖子ID:54817,215710

当然,最厉害的是我国一个叫“视觉中国”的公司,它在这张图上盖了个水印,只要用这张图的个人或公司都得向它付钱。

冒着被追钱的风险写文,给个赞呗!


原文地址:今日头条
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