史上第一次!我们要去看黑洞照片了,赶紧跟上!

作者: steed

来源: 果壳

发布日期: 2019-04-10

北京时间今晚9点,天文学家将公布世界上第一组“实拍”的黑洞照片,人类或将首次看见黑洞的真面目。文章详细介绍了黑洞的定义、存在证据、观测方法以及即将公布的黑洞照片的预期效果。

北京时间今晚9点,天文学家将公布世界上第一组“实拍”的黑洞照片,人类或将首次看见黑洞的真面目。而在此之前,你可能需要了解一些关于黑洞的小知识。

黑洞是理论预言的一种极端天体。它们引力极强,靠近到一定的距离,便没有任何东西能够逃脱出去——连宇宙中速度最快的光都不行。这个无法逃脱的距离范围,可以看作是黑洞的边界,科学家称之为“事件视界”。从外面看的话,黑洞就是宇宙中黑色的“无底洞”,能够把所有不小心靠近它的东西全都吞噬。

天文学家普遍认为,黑洞是真实存在的。把太阳压缩到半径3公里以内,它就会成为一个黑洞。当然,太阳不可能压缩到这么小,因为它还不够重。质量更大的恒星,在燃料耗尽之后,会在自身重力下坍缩,便有可能把核心部分压缩成黑洞。天文学家还发现,几乎每一个星系的中心都存在一个超大质量黑洞,它们的质量是太阳的十万倍以上,甚至可以达到百亿倍。

黑洞本身是黑的,不会发出任何光亮,但黑洞周边就不一定了。如果周边有其他物质,便会被黑洞吸引,在它周边堆积成盘,高速旋转,相互摩擦,从而变得炙热无比。这些“白热化”的物质会发出亮光,甚至成为宇宙中最明亮的光源。天文学家正是通过观测这些亮光,确认和发现了宇宙中的许多黑洞。此外,通过引力波,天文学家也观测到了多起黑洞合二为一的事件。但归根到底,这些都只是间接观测,并没直接看到黑洞本身。

理论上,黑洞可以被直接看见。在周边物质发出的一片亮光中,黑洞会吸收所有离它太近的光线,留下一个清晰的黑色剪影。但实际上,这个剪影几乎不可能被看到。原因很简单,黑洞太小了!就算是银河系中心的超大黑洞,质量足有太阳的400万倍,它留下的剪影充其量,也只有太阳直径的几十倍——而它到地球的距离足有2.5万光年。

打个比方来说,想要看清这个黑洞留下的这个剪影,我们必须拥有超强的视力,有能力在地球上看清楚月球表面的一颗网球。

如果人类有一台超大的望远镜,口径跟地球的直径相当,那么理论上来说,这台望远镜就拥有足够的分辨率,能够让我们隐约看清银河系中心超大黑洞留下的剪影。只可惜,我们不可能把整个地球改造成一台望远镜。但是,通过一种叫作“甚长基线干涉”黑科技,天文学家可以把分散在世界各地的多台射电望远镜联合起来,让它们在同一时间观测同一个目标,最终能够设法实现地球那么大的望远镜的分辨能力。天文学家还真就这么做了。

他们将分散在欧洲、北美、南美、太平洋和南极的8台射电望远镜联合在一起,组合成了一台足有地球大小的“事件视界望远镜”,分别在2017年4月和2018年4月,对银河系中心的那个超大黑洞,还有5000万光年以外M87星系中心的另一个超大黑洞,进行了联合观测。后者虽然距离更远,但它的质量足有太阳的大约60亿倍,所以看起来应该跟银河系中心的超大黑洞差不多大小。

而马上将要公布的照片,应该就是“事件视界望远镜”拍到的这两个黑洞的影像。

别指望能看到《星际穿越》里卡冈图雅那样的高清照片,也别指望能看到理论学家之前推演的效果图。在最终发布的照片上,黑洞的剪影或许只有几个像素大小,或许只能隐隐约约看到一个轮廓,什么细节都看不清楚,但这却是人类第一次真正看见黑洞本身,绝对意义非凡。

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