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NASA绘制黑洞图像 网友:究竟是先有黑洞,还是先有星系?

发布时间:2019-11-20 10:08:48 人气:853

美国宇航局绘制的一幅黑洞高清运动图像揭示了黑洞背后的故事。人类历史上第一张黑洞照片的诞生是科学史上的壮举,但它极难实现,最终图像分辨率相对较低。科学技术在不断进步。科学家预计,随着时间的推移,我们将来可能看到的黑洞的直接图像质量将会显著提高。

本周,美国宇航局为“黑洞周”活动特别制作了一张新的超高分辨率黑洞图片。在“美哭”的画面背后是人类对未来科技进步的无限期待。

超大质量黑洞位于大多数大型星系的中心。这些黑洞如何到达星系中心仍然是宇宙学中的一个谜。黑洞或星系是第一位的是宇宙学中的一个大问题。我们所知道的是黑洞非常大,相当于太阳质量的数百万到数十亿倍。如此大的质量使它们能够控制恒星的形成。

事实上,第一张黑洞的模拟图像是在20世纪60年代由ibm 7040 punch computer计算出来的。法国天体物理学家jean-pierre luminet在1978年手工绘制了这幅图,它看起来非常类似美国宇航局的模拟图像。

在两种模拟中,图像中间都有一个黑色圆圈。电磁辐射(光、无线电波、x射线等)的视界。)无法从黑洞的重力中获得逃逸速度。

黑洞中间是圆盘状物质的前面,它围绕黑洞旋转,就像水进入排水管一样。由于高速旋转引起的强烈摩擦,会产生大量辐射,并且可以通过望远镜观察到。这正是m87黑洞图片中看到的部分。从模拟图像中还可以看到事件视界周围的完美光环。黑洞周围有很多光。这实际上是从吸积盘黑洞后面的部分发出的;由于黑洞的强大引力,即使在事件视界之外,时空也会扭曲,黑洞周围的光路也会弯曲,导致这部分光被观察到。

从这张照片中,吸积盘的一边比另一边亮,这是由旋转引起的。向我们移动的部分更亮,因为它以接近光速的速度向我们移动,导致光的波长在频率上发生变化。这就是“多普勒效应”。另一方面,远离我们的那一边看起来很模糊。

Nasa惊人的模拟图像有助于理解超大质量黑洞内部的极端物理现象。有了这些超高分辨率的图像,当你看m87的“实拍”时,你会觉得更了解吗?Luminet去年在一篇论文中写道:“这种明显的光度不对称是黑洞的主要特征。黑洞是唯一能使吸积盘内部区域的转速接近光速并能产生强多普勒效应的天体。”

黑洞是现代广义相对论中存在于空间的一种天体。黑洞的引力如此之大,以至于视界中的逃逸速度大于光速。“黑洞是一个天体,其体积如此之大,以至于光线无法以时空曲率逃离其视界”。

1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算获得了爱因斯坦引力场方程的真空解。这个解表明,如果大量的物质集中在空间的一个点上,一个奇怪的现象就会发生在它周围,也就是说,在粒子周围有一个界面——“地平线”(horizon)。一旦进入这个界面,光也无法逃脱。这个“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。

黑洞不能被直接观察到,但是它们的存在和质量可以被间接知道,它们对其他事物的影响也可以被观察到。关于黑洞存在的信息可以通过物体被吸入之前发出的高热和伽马射线的“边缘信息”获得。据推测,黑洞的存在也可以通过间接观察恒星或星际云的轨道来获得。

北京时间2019年4月10日21时,位于处女座巨型椭圆星系m87中心的第一张黑洞照片,距地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域有一个阴影,被新月形的光环包围着。爱因斯坦的广义相对论被证明在极端条件下仍然有效。

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