愛因斯坦之所以被譽為20世紀最偉大的科學(xué)家,,是因為他的每一個理論發(fā)現(xiàn)都可以載入史冊,,1915年愛因斯坦在進行廣義相對論演講的時候,提出了著名的“愛因斯坦場方程”,,描述了物質(zhì)與能量導(dǎo)致的時空扭曲現(xiàn)象,,也就是說在宇宙中存在一種可以導(dǎo)致時空扭曲的神秘天體,不過愛因斯坦起初認為這個方程式只有一個近似解,,因此認為宇宙沒有這種神秘天體,,誰知道德國科學(xué)家卡爾-史瓦西卻計算出精確解,從而證實這種神秘的天體在宇宙是真實存在,,后來美國物理學(xué)家惠勒這種神秘天體命名為“黑洞”,。 愛因斯坦是20世紀最偉大的科學(xué)家,他預(yù)言黑洞存在 自從惠勒把宇宙的這種神秘天體命名為黑洞之后,,黑洞理論就此建立,,經(jīng)過幾十年的發(fā)展與完整,如今人們對黑洞的認識已經(jīng)越來越深,,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)黑洞是一種具有超強引力的天體,,它可以吞噬宇宙中一切物質(zhì),,即使是光都無法逃脫它的實力范圍,不過黑洞本身不發(fā)光,,所以自愛因斯坦在1915年預(yù)言這種天體存在的100年間,,人類始終無法拍攝到黑洞的有關(guān)照片,不過人類還是使用其他方法證實黑洞存在,,比如黑洞產(chǎn)生的時空扭曲導(dǎo)致附近的星體軌道產(chǎn)生變異,、黑洞碰撞發(fā)出的聲音(引力波)被人類“聽到”等等,這些證據(jù)都表面黑洞是真實存在的天體,,人類就差一張黑洞真實照片,。 科學(xué)家公布的人類拍攝到的首張黑洞照片 在人類苦苦研究、探索,、觀測黑洞100多年后,,終于取得了重大突破。2019年4月10日,,人類歷史上首次拍攝到的黑洞照片同時在中國上海和臺北,、比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥,、日本東京和美國華盛頓全球六地同時對外發(fā)布,,這是人類首次通過圖像方式很直觀的看到黑洞真容。這次黑洞照片一經(jīng)公布并引起轟動,,這是繼人類采用計算方法,、引力波測算方法之后,人類第三次確認了黑洞真實存在,,而且這次證實采用最直觀的照片,,也許會有人感到很疑惑,黑洞不是不發(fā)光的嗎,,人類為什么能夠拍攝到黑洞真容呢,?下面就來解讀掃光你心中所有困惑。 人類拍攝到的首張黑洞照片清晰化處理后形象 1,、黑洞如何拍攝,? 黑洞不發(fā)光,當然無法直接拍攝,,但是人類可以利用黑洞特性拍到它的存在,。我們知道在宇宙中每個天體都有引力,而天體引力延伸的范圍就是這個天體的引力范圍,,同樣的道理黑洞作為一種具有強引力的天體,,它的引力范圍被稱為黑洞半徑或者事件視界,在黑洞事件視界范圍內(nèi),由于強引力的存在,,進入事件視界內(nèi)的物質(zhì)會黑洞強引力撕裂,,從而產(chǎn)生極高溫和光亮,然后科學(xué)家就利用事件視界望遠鏡捕捉黑洞事件視界范圍內(nèi)發(fā)出的亮光,,從而拍攝到黑洞真實照片,,由于黑洞位于事件視界范圍的中心,因此可以肯定中心黑色區(qū)域就是黑洞,。 為了拍攝人類首張黑洞照片,,各地望遠鏡組成一個地球直徑大小的望遠鏡 2,、人類拍攝到的黑洞究竟有多大,? 當國家天文臺把人類拍攝的第一張照片公布的之后,很多媒體第一時間公布了有關(guān)這個黑洞的相關(guān)信息,,這個黑洞是距離地球550萬光年遠一個名叫M87星系的中心黑洞,,它的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的65億倍,不過并沒有給出這個黑洞的具體大小是多少,,不過在發(fā)布會,,研究人員說出了一個重要信息,那就是黑洞黑色部分區(qū)域直徑的直徑是黑洞真正事件視界直徑的2.5倍,,根據(jù)這個公式,,在利用根據(jù)史瓦希黑洞史瓦希半徑計算公式(史瓦希黑洞的史瓦希半徑和事件視界的重合的)可以知道黑洞的質(zhì)量與事件視界的半徑成正比。 人類拍攝到的這個黑洞直徑為959億公里,,吸積盤直徑為3836億公里 因此可以計算出這個65倍太陽質(zhì)量的M87黑洞視界半徑為191億公里,,然后可以計算出M87黑洞直徑為959億公里(D=191×2.5×2=959億公里),之后通過圖片對比可以看得出M87黑洞吸積盤大小是黑洞直徑的4倍,,因此M87黑洞吸積盤的直徑為959億公里X4=3836億公里,,也許很多人對這個數(shù)值沒有概念,70年代人類發(fā)射的旅行者1號歷經(jīng)40年才飛了200億公里,,這個黑洞吸積盤的直徑是旅行者1號飛了40年走過距離的19倍還多,,幾乎相當于90光時(光速在90個小時飛過的距離),由此可見這個黑洞有多龐大,。 3,、為什么不拍攝銀河系中心存在黑洞? 當人們得知人類拍攝的第一張黑洞照片是距離地球5500萬光年之外的M87星系的時候感到很疑惑,,我們所在的銀河系內(nèi)部不是也有一個黑洞嗎,?科學(xué)家為什么會舍近求遠拍攝5000萬光年的M87星系黑洞,其實科學(xué)家在銀河系發(fā)現(xiàn)20多個恒星質(zhì)量黑洞,,最近離地球僅有3400光年,,之所以科學(xué)家要舍近求遠拍攝5500萬光年,是因為這些黑洞質(zhì)量足夠大,,發(fā)出的光更容易被望遠鏡捕獲,,而距離地球3400光年的黑洞質(zhì)量很小,,拍攝這些小黑洞很困難,其實人類也拍攝距離地球2.6萬光年的銀河系黑洞,,只不過圖片還在處理當中,,相信不久人們也可以一睹銀河系中心黑洞真容。 距離地球2.6萬光年的銀河系中心也存在一個超大質(zhì)量黑洞 4,、人類第一張黑洞照片有什么意義,? 人類拍攝到史上第一張黑洞照片,再次印證了愛因斯坦相對論的正確性,,同時它對促進人類黑洞邊緣的吸積盤和噴流行為,,完善黑洞理論有很大作用,這次黑洞照片的曝光,,預(yù)示著人類進入研究黑洞新時代,,如今人類已經(jīng)不再懷疑黑洞存不存在,而是重點研究黑洞是什么樣子,、黑洞活動規(guī)律,、黑洞特征等深一層次的科學(xué)。以此為起點,,相信不久的未來,,人類能夠拍攝到數(shù)量更多、質(zhì)量更好的黑洞,,直到完全解開黑洞之謎為止,。
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