您当前的位置:都市生活圈资讯正文

注视深渊黑洞的第一张相片

放大字体  缩小字体 2019-11-16 12:48:39  阅读:5407 作者:责任编辑NO。卢泓钢0469

点击进入的你们,请做好足够的心理准备:科学家们在本年发布了有史以来第一张黑洞相片。

图解:坐落M87中心的超大质量黑洞,推估质量达太阳的数十亿倍。这是人类史上第一张直接对黑洞观测的地理印象,由事情视界望远镜所拍照,发表于2019年4月10日。

该相片展现了坐落M87星系(一个处在5500万光年远的室女座星系团中的巨大星系)中心的黑洞的暗影,这个黑洞的质量是太阳的65亿倍。为了寻觅它,科学家们在全球范围内打开了望远镜协作,组成了事情视界望远镜(Event Horizon Telescope,缩写EHT)。本年,科学家们在新闻发布会上发布了黑洞的相片。

图解:大麦哲伦云面前的黑洞(中心)的模仿视图。请留意引力透镜效应,然后发作两个扩大,以星云最高处歪曲的视界。银河系星盘出现在顶部,歪曲成一个弧形。

哈佛地理学家和EHT总监谢 杜勒曼(Shep Doeleman)对吉兹莫多(Gizmodo)说:“这真是一个了不得的效果。” “现在,咱们只需求坐下来好好赏识它。关于这项效果而言,最好的并不是接踵而来的问题和答案,而是在实际中拓荒了一个新的研讨范畴。”

长期以来,黑洞一直是一种理论操练。可是,曩昔60年的地理观测越来越标明:世界中的某些引力场是如此激烈,以至于它歪曲了时空,使得光无法逃逸到没有回来的点(称为事情视界,即黑洞的理论鸿沟)上。迄今为止,得益于全球协作,这是与事情视界自身最接近的相片,也是黑洞存在的直接依据。

图解:远离黑洞的粒子能够随意的向各方向移动,仅仅有光速为其速度上限这一约束。图源:wikipedia

图解:时空在接近黑洞的当地开端变形。在一些坐标系中,向黑洞移动的途径多过于远离黑洞的途径。图源:wikipedia

图解:在事情视界中所有的途径都是朝向黑洞中心,没有粒子能够脱离。图源:wikipedia

实际上,这张相片并不是黑洞的“相片”,相片上的暗影也并不能表明黑洞的事情视界。与此相反,你会看到重力对黑洞事情视界周围稍大区域中黑洞周围物质发射的无线电波的影响,即重力歪曲了时空自身的形状,使该区域的某些光线发作偏转,并发作了奇怪的圆形暗影。

但不可否认的是,这是一项开创性的调查效果,也是物理学家用来辅导世界的引力理论(即爱因斯坦的广义相对论)的另一个重要证明。

EHT的科学家们凭借甚长基线干涉仪(VLBI)的原理捕获了这张相片。实际上,望远镜的分辨率取决于两个首要特点:集光区域的直径和光的波长。一方面,你无法改动光的波长,另一方面,卫星天线的制造巨细有最大的合理约束。取而代之的是,科学家们结合了许多不同望远镜的数据(称为基线),包含从南极到智利、西班牙,再到美国的八台望远镜,来制造这张相片。

图解:事情视界望远镜(EHT)的参加成员及各地分布图(蓝绿线)。图源:tam.museum

本年,事情视界望远镜(EHT)开端了对银河系中心的黑洞和M87星系的黑洞进行成像的作业。这张黑洞相片来自M87星系,阿姆斯特丹大学的天体物理学家塞拉·马科夫(Sera Markoff)解说道:“M87星系是一个十分风趣的研讨方针,由于它是一个活泼银核的中心,能够发作喷射流,并且它的巨细相当于整个太阳系。”

图解:M87(室女座A星系,Messier 87,缩写M87)是由查尔斯·梅西耶(Charles Messier)于1781年发现的,坐落间隔地球5400万光年远的室女座。该相片显现了M87星系中心邻近的喷射流和无数个星形球状星团。图源:nasa

普里美特研讨所的副教授、滑铁卢大学的物理学家艾弗里·布罗德里克(Avery Broderick)在新闻发布会上解说说:“咱们现在知道,发作这些喷射流的是黑洞而不是其他紧凑的物质。”

布罗德里克(Broderick)说:“科幻小说成为了科学现实。”

可是,请必须留意,干涉仪仍然需求人们做一些作业才干制造成相片。EHT的科学家们解说说:“咱们只捕获一些数据,这有点像只播映一些音符的歌曲。”科学家们凭借一些特别的数据处理程序,就能够在获取到的数据的根底之上,找出正在检查的内容。

黑洞理论是企图处理艾尔伯特 爱因斯坦(Albert Einstein)关于球形非旋转体系的广义相对论方程的成果。可是,是物理学家戴维 里兹 芬克尔斯坦(David Ritz Finkelstein)在1958年确认了太空中的黑洞是怎样的,即光不再回来的点。咱们已有了许多黑洞存在的直接依据,比方:引力波在一对黑洞之间发作了彻底难以想象的磕碰之后,它彻底由质量转化为能量,其间每一个黑洞的质量都是太阳的几十倍。在最高能量的物理试验“大型强子对撞机”中,咱们咱们能够看到从银河系中心喷出的粒子流比在磕碰中发作的能量要高得多。从技术上讲,EHT数据也是直接依据,但与咱们迄今为止所获得的直接依据相差无几。

耶鲁大学的物理学家普里姆瓦达 纳塔拉珍(Priyamvada Natarajan)告知吉兹莫多(Gizmodo):“这是一个了不得的成果。黑洞中的事情视界代表了咱们常识的极限。”

哈佛史密森尼大学天体物理学中心的物理学家格兰特 特兰布莱(Grant Tremblay)在推特(Twitter)直接音讯中对吉兹莫多(Gizmodo)说:“ 哦,我的天哪!实际上,他们现已看到了暗影,难以高估那是多么的了不得。”

你或许很想知道人马座A *(坐落银河系中心的黑洞)的相片在哪里。杜勒曼(Doeleman)解说说:“这是愈加难以获取的相片。”

图解:Sgr A*(人马座A*,Sagittarius A*,缩写Sgr A*)最早在1974年2月被发现,是坐落银河系银心一个十分亮光及细密的射电波源,大约每11分钟旋转一圈,归于人马座A的一部分,间隔地球仅2.6万光年,有很大的或许性是离咱们最近的超大质量黑洞的地点,因而也被认为是研讨黑洞物理的最佳方针。该图画显现了银河系的中心,超大质量黑洞Sgr A*坐落中心。图源:chandra.harvard

现在,仍然有很多的科学作业亟待完结,并且现已有若干篇论文来自EHT数据。该相片即时地证明了爱因斯坦的广义相对论中的部分思维。可是,还有更多问题等待着咱们去探究,跟着故事的开展,咱们将为您供给最新的信息。

特伦布莱(Tremblay)说:“这张相片标志着新纪元的开端。”

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.地理学名词

3. Ryan F.Mandelbaum- gizmodo-来休

如有相关联的内容侵权,请于三十日以内联络作者删去

转载还请获得授权,并留意坚持完整性和注明出处

【免责声明】:本文仅代表作者本人观点,与本网站无关。本网站对文中陈述、观点判断保持中立,不对所包含内容的原创性、准确性、真实性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考,本站不承担任何直接责任及连带责任。