首张黑洞照片公布(黑洞照片公布)

2022-09-26 12:21:00   编辑:胥菁素
导读很多朋友对首张黑洞照片公布,黑洞照片公布还不了解,今天小绿就为大家解答一下。新浪新闻北京时间4月11日消息,一个多世纪前,爱因斯坦发...

很多朋友对首张黑洞照片公布,黑洞照片公布还不了解,今天小绿就为大家解答一下。

新浪新闻北京时间4月11日消息,一个多世纪前,爱因斯坦发表了广义相对论,现代物理学中的黑洞理论就是基于这一理论。近几十年来,天体物理学家为这些神秘的天体找到了压倒性的证据。他们观察了黑洞对邻近恒星和行星轨道的影响;他们“听到”了来自黑洞碰撞的震动,也就是时空涟漪3354引力波。但直到现在,他们才亲眼“看到”黑洞。4月10日,事件视界望远镜(EHT)国际合作项目的天体物理学家宣布,他们首次捕捉到了黑洞的图像。

视界望远镜捕捉到了M87星系中心超大质量黑洞的图像。

这张照片拍摄于2017年4月,是事件视界望远镜合作项目利用全球8台望远镜进行的为期5天的观测结果。图片描绘了室女座星系团超大质量星系M87中心的一个超大质量黑洞周围旋转的发光气体。M87是一个距离地球5400万光年的星系。然而,黑洞特有的“视界”却隐藏在明亮的光线背后,是时空深渊的边缘。那里的引力如此之强,连光都无法逃脱。事件视界望远镜合作项目的成员,亚利桑那大学的Feryal Ozel说,“这是一个没有反射的光点。”在图像中,事件视界表现为“光的突然消失”。

此前,研究人员已经在M87黑洞的预测位置捕捉到了一束光线,但由于观测仪器远不如视界望远镜锐利,他们无法准确地看到黑洞。“这就像从廉价的智能手机摄像头变成了高清IMAX影院,”哈佛大学天体物理学家安德鲁斯特罗明格说。他没有参加这项工作。

这个黑洞的质量大约是太阳的65亿倍。然而,从地球上的有利位置看,它仍然非常微小,在天空中只有50微角秒宽,相当于看着一个放在月球上的甜甜圈。它需要8个不同的望远镜来成像。望远镜采集的观测数据同步精度达到十亿分之一秒。

为了清楚地看到黑洞的明暗边界,天体物理学家捕捉到了肉眼不可见的无线电波——,波长为1.3毫米,由围绕黑洞旋转的气体发出。这些气体发出各种波长的光,包括可见光,但研究人员选择了这种特定的波长,因为它可以穿过整个星系,甚至穿过地球的大气层而不被吸收。然而,仍然需要好天气才能在所有八个望远镜所在的位置看到黑洞。菲尔奥瑟说,在打开望远镜之前,他们必须监测空气中的湿度。湿度过高会破坏成像效果。为了减少雨水的影响,研究人员在干燥地区建造了望远镜,包括南极洲的南极和智利的阿塔卡马沙漠。

南极望远镜是用来拍摄黑洞图像的八架射电望远镜之一。

M87黑洞距离地球比较近,望远镜接收到的光线是它在5400万年前发出的,所以我们可以看到它处于相对更成熟的阶段。“在宇宙年龄的这个节点,黑洞已经平静下来,”法亚尔奥斯说。"它们基本上是在吞噬附近恒星的气体."M87的黑洞确实发出明亮的气体喷流,但与更遥远的年轻黑洞相比,它看起来仍然相当暗淡。这些年轻的黑洞已经积累了大量的物质,因此它们发光的气体漩涡更加明亮。

拍这张照片花了20年。这项工作的一部分是设计、建造和运输各种硬件到不同的望远镜地点。另一方面,科学家还必须通过尽可能精确地确定黑洞的物理性质来预测他们可能看到的东西。从2000年开始,当他还是一名研究生时,Oeser就一直致力于拍摄黑洞。她说,他们已经模拟了数百万次黑洞,每个黑洞都有不同的质量、旋转速度、方向和其他特征。这些模拟帮助他们了解如何设计望远镜以及指向哪里。

然而,研究人员并不只是追求美丽的图片。在宇宙中,黑洞是已知的最极端的实体之一。众所周知,黑洞在一点聚集了大量的质量,使其实际上是一个密度无限大的物体。这种密度产生了巨大的引力,没有人能看到它的内部。Oeser说,“它们是宇宙中唯一可以创造宇宙其他部分无法到达的时空区域的物体。”正是因为黑洞如此极端,所以研究人员急于知道它们的特征,看看它们是否与广义相对论的其他部分一致。“我们都觉得自己对空间和时间有一种直觉,但爱因斯坦告诉我们,这种直觉只有在我们习惯了,也就是引力场非常弱的时候才能成立,”斯特罗明格说。“当引力场变强时,各种疯狂的事情就会发生。”

到目前为止,研究人员观测到的关于M87黑洞的一切——,它的质量和事件视界大小3354都与爱因斯坦的理论一致。但未来更详细的观察可能会揭示意想不到的特征。斯特林格希望看到像M87这样的快速旋转黑洞的图像。根据理论计算,如果黑洞旋转速度足够快,就会在时空中形成虫洞。未来的黑洞图像可能有助于证实或反驳这些假设。斯特罗明格期待着有一天图像足够清晰,我们可以看到黑洞及其相关的虫洞。“这真的是非常非常奇怪和科幻的事情,我们可能有一天会看到它,”他说。

Oeser说,这张照片只是一个开始。研究人员计划将望远镜转向其他黑洞,收集完整的黑洞图册。他们还计划拍摄更多质量更好的黑洞照片,以便更详细地了解它的特征和行为。(任天)

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