第一张黑洞照片的公布,证实了黑洞辐射,霍金是否可以得诺贝尔奖?

弄潮科学


霍金研究了一辈子的黑洞,却从来没有见过黑洞的真实模样,不得不说是一种悲哀。而刚刚天文学家们历时两年的辛苦,终于得到了首张黑洞照片并公布了出来。按照科学家们的说法,这次黑洞照片的公布,再次确证了爱因斯坦相对论的正确性。而于此同时,有关爱因斯坦和霍金,这两位和黑洞有关的人物也再次火了起来。




不过,这次黑洞照片并没有证明霍金辐射。霍金辐射指的是黑洞视界周围也会发射微弱的辐射,该理论认为黑洞视界周围会产生正反虚粒子对,黑洞由于引力作用,会吸收反粒子。这样,正粒子就会逃离黑洞,表现为黑洞发射了一个粒子。霍金辐射的强弱和黑洞大小有关,越小的黑洞,温度越高辐射越强,所以微型黑洞会瞬间爆炸式辐射(黑洞蒸发)。而我们这次观测的黑洞,是M87星系中央的超大质量黑洞,质量足以有太阳的61亿倍。所以,该黑洞的霍金辐射基本可以忽略。



另外,黑洞外围还有炽热的各种气体分子 以及黑洞吸积盘产生的大量高能射线。所以,即便有霍金辐射,也会被其覆盖,根本无法观测到。故而,霍金辐射还是没有被证明。不过,即便证明了,霍金也得不了诺贝尔奖,因为该奖不颁给去世的人。


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先说结果霍金先生是不会获得诺贝尔奖的。


今晚的21:00被大家心心念念的首张黑洞照片准时出现在大屏幕上,此次的照片主角是M87星系中心的超大质量黑洞,距离我们大约是5500万光年,质量是太阳的61亿倍。
这次黑洞照片是由全球六个地方八个亚毫米射电望远镜同时拍摄,这次的观测矩阵相当于一个地球直径大小口径的单一望远镜的效果,在2017年4月5日-14日10天内完成了对M87中心黑洞和银河系中心黑洞的拍摄。但是后期的数据处理花费掉了将近两年的时间。


霍金辐射

根据量子力学的不确定性原理,在空间中会不断的瞬时产生一对正反粒子然后瞬时消失,这个过程不违反能量守恒定律。霍金设想如果在黑洞事件视界外产生一对粒子,其中一个被黑洞吸收另外一个逃离。


那么这种情况下看起来就像是黑洞在释放例子,而这个逃逸的粒子也携带者能量,因为要保证能量守恒,那么这逃逸的粒子能量只能算是黑洞辐射的能量。这就是霍金辐射或者叫黑洞辐射。

第一张照片证实了霍金辐射?

结果很遗憾并没有,霍金辐射理论上来说是十分微弱的,尤其是当大质量黑洞吞噬天体时的喷流会完全掩盖霍金辐射,质疑这次拍摄的黑洞质量已经达到了太阳的几十亿倍。要想在这种超大质量黑洞身上观测到霍金辐射无异于痴人说梦。
图:刻在霍金墓碑上的霍金辐射

证实霍金辐射最理想的黑洞是一种假说中的原初黑洞,它们质量很小如果有霍金辐射会很明显,但是很可惜直到目前为止也没有观测到原初黑洞的存在。

霍金辐射在霍金生前如果被证实霍金是有可能会获得诺贝尔奖的,但是霍金的去世意味着再也没有机会获奖。诺奖常规上不会给去世的人追授,除非生前已经被提名在评审期间去世

如果诺奖可以追授已经过世的人,我想爱因斯坦再多拿几个诺奖也不为过,然而事实上爱因斯坦生前仅获得一个诺贝尔奖因为光电效应。二十世纪物理学的两大支柱之一相对论却没有获奖。
图:诞生天才的年代,一张照片中有17位诺奖得主



科学黑洞


前天晚上全世界六个国家一同公布了人类历史上第一张黑洞的照片,这对于人类来说是具有重大历史意义的事件,而黑洞这个名词,我们也已经不陌生了,一提到黑洞,或许很多人不自觉地就会将其和霍金联系起来。

霍金是著名的宇宙学家,虽然他已经去世一周年了,但是人们还是会时不时想起他,令人感到可惜的是,霍金生前没有能够一睹黑洞的真容。虽然在霍金的脑海中,或许早就已经有了黑洞的标准模型,但是如果能够亲眼所见的话,霍金也应该一生无憾了吧,毕竟霍金也是黑洞标准模型的积极建造者,科幻大片《星际穿越》中的黑洞假想模型,就是由霍金及其好友也就是诺贝尔物理学奖得主基普·索恩作为科学顾问参与制作完成的。

但是其实第一张黑洞照片公布,好像并没有证明霍金辐射吧,所以说,霍金是不会因此获得诺贝尔物理学奖的。说到黑洞这个概念,它并不是由霍金首次提出的,在广义相对论还没有提出之前,也就是在18世纪末期,经典力学时代,就有科学家提出了类似黑洞的概念,在当时,有两位科学家有类似的想法,一位是拉普拉斯,一位是米歇尔,他们设想宇宙有可能存在一种天体,这种天体的质量很大,于是引力也很强大,强大到光也无法从其表面脱离,只是当时人们认为光是由粒子组成的,后来才明白不是这样的。


而黑洞的概念真正意义上被提出那要等到爱因斯坦的广义相对论发表之后了,在爱因斯坦发表了其广义相对论之后没多久,一个叫史瓦西的德国科学家利用引力场公式计算出了黑洞的一些参数,他发现当一个天体的密度大到了一定程度之后,就会在宇宙中形成一个无底洞,这个无底洞就是黑洞了,所以如果真的要说黑洞的发现者的话,那么就非史瓦西莫属了。而霍金是利用量子力学将黑洞理论进一步完善罢了,更重要的是霍金是一个科普作家,所以人们对于他的了解更多。

但是这次发现的黑洞,并没有证明霍金辐射,霍金辐射其实是在一种比较特殊的黑洞才能够比较明显地观测到的,这次发现的黑洞,距离地球5500万光年,它是利用了全球六个地方的8个望远镜同时拍摄到的,M87黑洞的质量是太阳质量的65亿倍,算是质量非常大的黑洞了。而霍金辐射是根据量子力学的不确定性原理推导出来的,量子力学中,如果黑洞临界视界周围出现了一对虚粒子对,那么其中一个粒子会掉进黑洞,而另外一个会逃离黑洞,并且会带走黑洞的一部分质量。


这样一来,就相当于是黑洞的能量被辐射走了,只是霍金辐射太过于微弱了,跟黑洞周围的吸积盘辐射出的x射线和γ射线比起来,不是一个量级的,就连是检测黑洞的存在都不容易,更别提检测到霍金辐射了。实际上霍金辐射只是在一种名为太初黑洞身上才很明显,太初黑洞就是在宇宙诞生的时候出现的黑洞,这种黑洞质量不大,但是霍金辐射的速度却不慢,甚至超过了自身吸收物质的速度,所以最终这种黑洞都会灭亡,宇宙诞生至今137亿年了,这种黑洞早就应该全死亡了,所以说,霍金辐射还只是存在于理论之中的。


镜像宇宙


要搞清楚这个问题,我们需要了解一下诺贝尔奖一般都颁给哪些人以及黑洞辐射究竟是何物。

1、诺贝尔奖一般都颁给怎样的人

与其他类型的奖项的奖励标准一样,诺贝尔奖评定的第一标准也是各候选人在各自领域所取得的成就大小,即在物理、化学、医学或生理学、文学、和平等五个领域所获得的突出贡献。一般而言,每年约有1500名左右的科学家被提名。

根据诺贝尔基金<strong>会规定,除了最终获奖的名单外,其余候选者的名单则设置了50年的保密期限,原则上50年内不得对外公布,并且自1974年起,诺奖原则上不授予已过世的人,也就是说候选人只能在生前被提名。

然而,霍金教授2018年3约14日已驾鹤西去,永远归于宇宙星辰,因此他老人家已经没有机会获得诺贝尔奖了。

2、黑洞辐射

相信很多人单就“辐射”一词并不陌生,太阳辐射、宇宙辐射、核辐射等相比大家已经耳熟能详了,然而在辐射前面加了“黑洞”一词,许多人可能就是丈二和尚摸不着头脑了。

简单的说黑洞辐射就是由黑洞散发出来的热辐射,它是由霍金教授根据量子效应理论推测出的,因此也称之为霍金辐射。尽管黑洞质量较大,引力也特别强,但黑洞的运动也同样遵循着能量守恒定律,毕竟黑洞主要是由恒星演变而来,伴随着黑洞内、外部环境的不断改变,黑洞蒸发也在不断的进行,最终黑洞质量被“蒸发”而消失,这也是宇宙运动分与合、合与分的基本规律。

关于真真正正的黑洞照片,昨天也就是2019年4月10日21时许,中国科学院上海天台在上海天文大厦举行了来自事件视界望远镜的一项重大成果发布会上,通过直播镜头展示了人类首张黑洞照片“真容”,并且通过计算得出了这个位于M87星系中心的巨大黑洞——M87星系黑洞有关体积和质量参数,分别是太阳的650万倍和65亿倍。

现在已知太阳的体积和质量分别为1.41155E+18立方千米和1.9891E+27吨,可求得M87黑洞的体积和质量分别为9.17507E+24立方千米和1.29292E+37吨,并且可以太阳体积和质量分别是地球的1299493.687倍和333461.8609倍,亦可计算出M87黑洞的体积和质量分别是地球的8.44671E+12倍和2.1675E+15倍,可想而知地球是有多么渺小啊。

前面我们讲到了黑洞是爱因斯坦广义相对论推导出来的一种质量超大的天体,由于其质量足够大以至于连光都无法逃脱,因此正常的光学仪器无法完成观测,然而黑洞的质量越大其引力也越大,黑洞周围气体在黑洞引力作用下高速下沉所产生的高温而出现热辐射,因此就显得很“明亮”,这样就利于其他仪器观测并成像。

不过话说回来,霍金教授已经是被称为20世纪享有国际盛誉的伟人之一,并且拥有众多名人头衔,受到世人的尊重,因此有没有诺奖已经不重要了。


地理那些事


没机会了,虽然黑洞的照片确实可以证明黑洞是存在的,但霍金既不是第一个提出黑洞概念的物理学家,也不是第一个计算出黑洞存在的物理学家,那么就算今天的照片可以证明黑洞是存在的,也和霍金没什么关系。

另外人类首次提出黑洞概念的时间,要追溯到18世纪末期,当时有两位科学家提出黑洞的概念,这两位科学家一个叫米歇尔,一个叫拉普拉斯。


它们认为当宇宙中的天体的质量大到一定的程度之后,它们的发出的光无法逃脱自身巨大的引力,所以这些天体人类根本看不见。

后来到了20世纪的时候,当爱因斯坦的广义相对论发表之后,一个叫施瓦兹的德国科学家计算出了黑洞的存在。

他发现当一个天体的密度无限大的时候,就会在宇宙空间当中形成一个无底洞,这个无底洞就是所谓的黑洞,那么施瓦兹被公认为是第一个计算出黑洞的人,所以如果真的要颁发诺贝尔奖,也应该颁发给施瓦兹。



但诺贝尔奖不颁发给已经去世的人,所以不管是施瓦兹还是霍金,他们都没有机会获得诺贝尔奖了,另外霍金的研究主要是黑洞蒸发,但要证明黑洞的蒸发,可比证明黑洞的存在要难多了。

一个黑洞如果慢慢蒸发干净,恐怕要数数亿年以上才能办到,但就算霍金的黑洞蒸发论是正确的,霍金仍然无法获得诺贝尔奖,因为他已经去世了……


种植恒星


第一张真实的黑洞照片已经公布出来,但这并不能证实黑洞辐射,与霍金的研究没有关系,真正有关系的是爱因斯坦。而且霍金已经去世,无论以后如何证明霍金辐射的正确性,他也无法获得诺贝尔物理学奖,因为这个奖项只颁给还在世的人。

这张黑洞照片显示的是被光环结构包围的黑洞,由引力透镜效应引起,中间的阴影是黑洞。气体云在落入黑洞的过程中会经历强烈的摩擦,从而导致温度升高,并发出电磁辐射。通过分布全球的射电望远镜来接收这些电磁辐射,天文学家得以获得真实的黑洞照片。

而霍金辐射与这张照片没有任何关系。霍金根据量子力学提出,如果从真空涨落中出现的虚粒子对出现在黑洞的事件视界周围,那么,其中一个粒子会掉入黑洞中,而另一个粒子则会带走黑洞的一部分质量逃离到远方,这就是霍金辐射。

不过,霍金辐射极端微弱,目前人类的观测技术根本无法探测到。现如今,射电望远镜能够分辨出黑洞视界周围的景象已经极端困难,更不用说探测到霍金辐射。如果科技发展到霍金辐射也能够被探测到,那么,我们将会窥探到极其壮观的黑洞景象,而不是像现在这样分辨率仍然很低的黑洞照片。

首张黑洞照片无法证实霍金的理论,但可以证实爱因斯坦在一百多年前提出的广义相对论。天文学家早就从广义相对论中推导出黑洞的存在,但一直没有直接的观测证据来证实。很长一段时间以来,只有一些间接的证据可以表明宇宙中有黑洞,而这次终于有直接的证据了。理论观测到的黑洞参数与广义相对论的预言完全一致,因此,广义相对论再一次被证明是正确的。

不过,爱因斯坦早已不在人世,他不可能再获得诺贝尔奖。但为了这张真实黑洞照片做出过突出贡献的科学家有望在未来获得诺贝尔奖,就像前几年的引力波(也是证明广义相对论)发现者那样。


火星一号


首先,第一张黑洞的公布,与黑洞辐射没有任何关系,当然也不会证实霍金辐射!其次,即使真的证实了霍金辐射,霍金也不会得到诺贝尔奖,因为诺贝尔奖只颁给在世的人!

说白了,5000万光年在黑洞照片的公布不是证实了霍金辐射,而是证实了爱因斯坦的广义相对论。

一百多年前,爱因斯坦通过广义相对论预测了黑洞这种天体的存在,当然当时并没有“黑洞”这种明确的概念,后来美国才命名的黑洞!

广义相对论表明,时空是可以弯曲的,受到质量的影响,爱因斯坦预测会有一种质量和引力非常大的天体存在,可以把时空拉伸到极致,连光都无法逃脱!

而之后,广义相对论的预言不断被验证,比如说引力透镜效应,引力波发现以及如今首张黑洞照片的合成,都有力地证实了广义相对论!

而霍金辐射更多的与量子力学相关,黑洞的存在也不能证实霍金辐射的存在!


宇宙探索


第一张黑洞照片的公布,证实了黑洞辐射,霍金是否可以得诺贝尔奖?

这次黑洞照片的公布再一次证明了爱因斯坦确实是个超级大神,但霍金是不是还是一个未知数,因为霍金尽管是非常著名的研究黑洞的科学家,但他关于黑洞的“霍金辐射”理论并不能在这张“黑洞写真”的照片中体现!

这张M87星系中央超大黑洞的发布图上的文字会告诉我们那些信息呢?

一、直播的投影的这台电脑是盗版的WINDOWS系统,目测是WIN10,相信大家都看到了哈!

下面我们正式开始简单解读下上图中的含义!

二、观测特征与带自旋的黑洞产生的阴影一致

黑洞图片的下方(南)明亮、上方(北)暗淡的效果是黑洞自旋的多普勒效应所致,而且在南方位置,自旋的前进反向是朝着地球的,因此辐射波段被加速,波段蓝移,因此我们将看到更多的观测波段辐射,而在北方,自旋的前进方向是背离地球的,因此将有更多的波段进入红移,原本可观测的辐射波段将不可见,因此变得暗淡!

此与理论模型一致!

三、南北的不对称由黑洞的自旋决定,可以确定自旋方向!

根据不对称明亮与暗淡确定黑洞的自旋方向,分析后黑洞的自转方向是就像是一个轮子,但旋转方向是滚离地球!

四、喷流与视线夹角17度,黑洞的子喜欢方向远离地球,顺时针旋转.....

存在理论上的相对论喷流,这个喷流是黑洞的吸积盘表面的磁场沿着黑洞的自转轴方向扭曲并朝自转轴的两侧发射!而一般情况下两侧都会有,甚至长达数千光年!

五、M87星系中央的黑洞质量是太阳的65亿倍

这个可以根据吸积盘的X射线波段能量来做个大致计算,不同质量的吸积盘大小以及物质跌落时发射的X射线能级是不一样的,当然这不是本文的关键!

上述这些理论,爱因斯坦在广义相对论发表的1916年前就已经完成了,要知道当年啥都么有,只有纸和笔管够!而他预言的引力弯曲光线则在1919年日食观测被证明,但后续关于引力波部分一直到将近100年的LIGO检测到引力波被证明!此次事件视界望远镜则证明了爱因斯坦的黑洞理论!夸张一点的说这100年来似乎全世界啥都没干,就忙着证明爱老头的广义相对论了(当然这是玩笑话)!

所以,将爱因斯坦成为超级大神各位应该没啥意见吧,哈哈!

接下来说说霍金的诺贝尔奖项,根据传统诺贝尔奖项不会颁给已经去世的科学家,即使他的成就再高!所以活得久非常关键哈,当然此次黑洞照片也没有证明黑洞的霍金辐射理论!其实跟霍大爷关系并不是特别大,只不过他科普做的非常到位,让很多朋友认为连黑洞都是霍金的了!

准确的说这个霍金辐射是很难被验证的,所以霍大爷的辐射理论未来被验证的机会极其渺茫的,也许未来技术进步了像爱因斯坦的黑洞理论被一一验证一样,但也许要比爱因斯坦的理论被验证要长得多!


星辰大海路上的种花家


我相信过了数亿亿年后宇宙中所有的星系都会被中心的巨大黑洞所吞噬,这样一来宇宙中散布着很多质量巨量大的黑洞,最后黑洞在引力作用下走向聚合,所有黑洞汇集于一点,这就是奇点,由于这个奇点质量太大太大,发生爆炸,新宇宙开始诞生,我们的宇宙就是这样:爆炸——膨胀——收缩——奇点——再爆炸——循环往复,周而复始,无穷无尽。而每一次爆炸与上一次爆炸所产生的演变精确到分秒不差,人类社会也会在每一次爆炸后的某一时刻如约而至,产生——发展——灭亡。一次一次演绎着同样的故事,再过数亿亿亿亿年后宇宙的下一次爆炸,你同样也在看我的这个帖子,你静静地想一想,是不是感觉似曾相识。宇宙就是这样的神奇伟大!





扬州二分明月


有史以来人类第一张黑洞实拍照片在今年4月10日公布,又一次有力证明了爱因斯坦相对论,对霍金辐射却没有发现。即使发现了,已故霍金与诺贝尔奖也无缘的。

这个问题第一个问的是第一张黑洞照片证实了霍金辐射,这是错误的。

霍金辐射是霍金根据海森堡不确定性原理,猜测到在黑洞视界外如果有虚粒子对,当一个被黑洞吸收时,另一个就会吸收到黑洞微弱能量辐射逃逸出去,外部观察者看似黑洞在向外释放出来的粒子。



但4月10日的黑洞照片只显示了一个甜甜圈样的红亮光圈,里面是团黑暗的阴影,这张划时代的照片大家可能都看过,从头至尾都没有霍金辐射的一丝踪迹。拍下第一张黑洞照片就已用了全球8个望远镜陈列组成的虚拟望远镜网络EHT用时10多年观测,加上200多名科学家共同奋斗才制成了这张壮观的略糊黑洞照片,已属不易,要观测到并拍下微妙的霍金辐射恐怕还有很长的路要走。


问题的第二个问题就是如果霍金辐射得到证实,霍金先生是否会获得诺贝尔奖?

据资料显示,诺尔奖在1931年和1961年曾颁发过去世的获得和平奖的人,在1974年以后,规定了不得为去世的人颁奖。候选人的名单还设定了50年的保密期,除非公布已获奖者名单。因此,即使发现了霍金辐射,去年就去世的霍金也无法获得诺贝尔奖了,何况霍金辐射还没有得到证实呢。


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