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史上第一張黑洞照片公布!

編著:科普中國 葉欣辰 旭崠 施韡     來源:https://mp.weixin.qq.com/s/wtrqe5ni_OPBM5idcIje4g

隨著黑洞新聞發布會的結束,這位神秘的大BOSS終于露出真容!


全球30多個研究機構的科學家參與,利用全球不同地區的8個射電望遠鏡,歷時2年拍攝,又歷時2年“沖洗”。


各大媒體對于這一天文盛事非常關注,話不多說先上圖!


 

作為人類首張黑洞照片,看起來似乎比電影中的黑洞更夢幻。跟你想象中的一樣嗎?


黑洞 圖片來源:電影《星際穿越》


無論在你想象中是什么樣子的,這絕對都是人類的高光時刻——


在你奔走相告前,我們備好了從入門級到初級、從中級到高級的談資,下面請對號入座,看看你在哪個級別。


  入門級:黑洞是怎么形成的


黑洞是大質量恒星死亡后的一種形態,恒星還會死亡?!


是的!當恒星內部的燃料消耗完了,它就死了。


這個時候,如果這個恒星足夠重的話,黑洞就要產生了!


黑洞是從廣義相對論推演出來的,沒錯最開始就是人類猜想出來的……


然而后來發現,一切好像都和我們猜想的是一致的!


雖然名字都叫黑洞,但長得可不一樣。就像人有高矮胖瘦之分,黑洞家族也可分為三類:


a/個頭和質量最小的——恒星級黑洞(質量是太陽的幾十倍~上百倍);


b/身材中等的——中等質量黑洞(質量大約是太陽的幾千倍~幾萬倍);


c/黑洞中的巨無霸——超大質量黑洞(質量在太陽的幾百萬倍以上)。


恒星級黑洞太小了,以現有的技術,直接拍到它們的真容幾乎不可能。


所以今天亮相的主角,是超大質量黑洞!


  初級:這次被拍到的黑洞是誰


超大質量黑洞可以算是大BOSS,這種級別的黑洞,甚至有上百億個太陽質量之巨!


這一次聯合觀測的兩大候選黑洞,就是位于銀河系中心的Sgr A *黑洞和銀河系外的M87黑洞!


可以看到,Sgr A *離我們近,但質量小,M87雖然離得遠,但質量夠大!在地球上看兩者大小比較接近,因此就成了拍照的首選!


M87的黑洞質量大約是太陽的64億倍,也是宇宙中最大的黑洞之一,而科幻電影《星際穿越》中的卡岡圖雅黑洞也不過是太陽質量的1億倍!


卡岡圖雅黑洞 圖片來源:電影《星際穿越》


  中級:黑洞是怎么被拍到的?


為什么一個世紀以來,人類都沒能拍到黑洞?


那是因為黑洞視界范圍,也就是能被看到的界線非常非常小。而且黑洞自身不發光,難以直接探測。


科學家們便只能“曲線救國”,采用一些間接方式來探測黑洞,比如,觀察吸積盤和噴流。


吸積盤,就是圍繞黑洞旋轉的氣體盤,由恒星的氣體組成。還有一部分氣體在掉入黑洞視界面之前會形成噴流。


物質被吸入黑洞時會產生大量光和熱,因此很容易被科學家探測到。


這次的“黑洞捕手”是事件視界望遠鏡EHT(Event Horizon Telescope)。


圖片來源:網絡


這個計劃始于2015年,位于南極、智利、墨西哥、美國亞利桑那州、夏威夷和西班牙的8臺射電望遠鏡,模擬出了一臺地球大小的超級望遠鏡。


并在2017年4月EHT就已經完成了拍攝。


  高級:為什么照片要“洗”2年

 

簡單來說,就是需要修圖——


因為與其說是拍照片,倒不如說是測了一大堆的數據,必須要做可視化處理。這個數據非常非常非常地大……


而且,地球上沒有人知道這圖到底對不對啊,所以科學家還得使用不同的解題思路,驗證結果對不對。


這幾年,多國的科研團隊就是分頭再做這些處理和驗證的事情。


圖片來源:網絡


有人疑問耗費這么多時間精力去拍一張照片到底有什么用。


黑洞來自于相對論,相對論作為基礎物理學理論是否準確,事實上影響著地球上一切,包括通信、能源,等等。


而且從科學上說,并沒有“有用”、“無用”之分,一切未知都值得去探索。


作為廣義相對論最重要的預言之一,黑洞一直是最神秘,甚至最令人神往的存在。有生之年,能有機會一睹黑洞的尊容,真的是榮幸之至!

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