銅錘花臉6
舉世矚目的第一張黑洞照片馬上就要公佈了。一直以來,人類之所以沒有獲得黑洞存在的直接證據,是因為黑洞會把光都吞噬掉,所以無法對黑洞進行成像。那麼,此次事件視界望遠鏡(EHT)將要發佈的黑洞照片又是怎麼拍攝到的呢?
黑洞本身不發光,也不反光,整個黑洞是不可見的,但黑洞的引力效應可以產生一些光學現象,從而可以使黑洞的輪廓顯示出來。如果星際空間中的氣體雲靠近黑洞,它們會以螺旋的方式逐漸靠近黑洞。在黑洞引力的加速下,高速運動的氣體雲之間互相摩擦會輻射出強烈的電磁波,這會在黑洞周圍形成一個可見的吸積盤。
另一方面,黑洞巨大的引力效應會強烈彎曲周圍的空間,使得背景星光經過黑洞周圍時會沿著扭曲的空間運動,從而出現引力透鏡效應。在背景星光的映襯下,理論上可以看到黑洞的輪廓,也就是黑洞的事件視界(黑洞的表面)。
不過,想要觀測到黑洞視界周圍的細節非常困難,因為大部分的黑洞都太小了。對於質量為太陽幾倍至幾十倍的恆星級黑洞,它們的史瓦西半徑才幾十公里,目前的望遠鏡無法分辨出這麼小的黑洞。
為此,天文學家選擇位於星系中心的超大質量黑洞,它們的質量在太陽的數百萬倍至數百億被,半徑則可達數千萬公里以上。事件視界望遠鏡的一個觀測目標是位於銀河系中心的人馬座A*,另一個目標更大,它位於M87星系的中心。
通過射電望遠鏡的干涉技術,天文學家可以獲得望遠鏡口徑相當於地球直徑的觀測效果,這樣就能拍攝到星系中心的超大質量黑洞的事件視界。不過,由於數據非常龐大,數據的處理時間耗費多年。到了今天,終於要公佈這一突破性成果,讓我們拭目以待!
火星一號
黑洞引力非常大,連光線都跑不了,那怎麼能拍下照片呢?
也許這是留在大部分印象中的黑洞,從黑洞的物理特徵上來看,視界內的沒有任何物質當然包括光線逃出黑洞,所以從理論來分析真正意義上的黑洞形象是看不到的!那麼此次公佈的黑洞照片是假的嗎?
一、黑洞真的是隻吞不吐的天體嗎?
從某種意義上來說,它真就是這樣的天體,而且它還不挑食,什麼物質都能吞下,連“骨頭”都不吐,也許真正做到“吃*不吐骨頭”的也就只有黑洞了!但各位可能都理解錯了!真正的黑洞在吞噬物質時會有很多特徵表現的!
上圖中示意的黑洞有很多表現方式,比如吸積盤&電磁波全波段輻射,相對論噴流以及磁場等,但這都不是黑洞所產生的,只是黑洞吞噬物質時的副產品!黑洞真正所表現的,上圖中沒有一個是它所產生,只有質量、角動量以及電荷才是黑洞在宇宙中的表現!但角動量和電荷我們無法觀測到,還有巨大質量的引力,扭曲背景光線理論上我們也能觀測到!
其實理論上的霍金輻射也不是真正由黑洞產生的,所以從絕對意義上來說,黑洞還真是一個一毛不拔的鐵公雞!
二、如何來對黑洞拍照?
沒有任何光線的黑洞當然拍不了照,但他周圍的很多特徵,比如吸積盤全波段電磁輻射特徵,以及事件視界,還有相對論噴流,另外對背景光線扭曲作用的引力透鏡等,都是黑洞表現自己的方式!
第一張黑洞的照片,M87星系中心的黑洞,質量約為太陽的65億倍,也許各位心中有一個疑問,為什麼這個黑洞下面亮,上面暗呢?如果看過發佈會的朋友肯定就知道這是吸積盤公轉的多普勒效應造就的!因為下方的公轉方向朝著地球,上方的公轉方向遠離地球,因此在引力紅移的長波段電磁波在公轉速度的多普勒效應下被加速,那麼讓更多的電磁波從低頻波段進入了高頻電磁波段,而高頻波段則進入了更高波段!因此我們“看到”了更多的電磁波輻射!
您應該看得雲裡霧裡了吧,電磁波我們怎麼能看到?EHT就是在設點波段對黑洞成像,取得的數據自然是射電波段的,肉也是不可見的,但很簡單,將相應的電磁波段作為可見光波段通道導入進來即可,我們即可在“模擬的可見光波段”看到黑洞了,就像各種彩色的星雲一樣,你看到的絢爛無比的星雲都是假的,都是從各個通道拍攝後合成的!
我們看到了黑洞外圍的吸積盤和噴流,中間黑色部分就是黑洞了?非也,因為我們看起來黑黑的黑洞其實有真正黑洞直徑的2.5倍大,因此中央那個黑圈內只有部分是真正的黑洞視界哦!
星辰大海路上的種花家
先來放上人類拍攝的首張黑洞照片:
相片中的主角是M87星系中心的超大質量黑洞,這個黑洞的質量大約是65億倍太陽質量,距離我們大約是5500萬光年。所有觀測數據是由事件視界望遠鏡在2017年4月份的十天裡獲得,而整個後期數據處理(洗照片)的時間就用了將近兩年。
黑洞是愛因斯坦廣義相對論預言和研究的天體,之前我們從未真正意義上的看見過黑洞的照片大多數是計算機模擬的。就是因為黑洞使時空彎曲到一定程度,光線都傳播不出來。理論上我們是看不見黑洞的,這也是它名字的由來。
但是黑洞並不是一個“老實”的天體,它會不斷的吞噬靠近它的天體,在吞噬的過程中就會產生一些現象如吸積盤、噴流等,還有對周圍天體的影響,我們幾乎都可以確認黑洞的存在。
這次拍攝的黑洞照片理論上是指得黑洞事件視界的照片,在視界內外是完全不同的兩個空間。這一次應用的事件視界望遠鏡是由全球六個地方的八臺望遠鏡共同能組成的觀測矩陣,達到的效果相當於地球直徑大小的單一望遠鏡。應用的是一項獲得諾貝爾獎的技術-甚長基線干涉測量技術(VLBI)。
科學黑洞
黑洞引力無限大,但是也只是對於黑洞核心來說的。黑洞本身也是天體,也要複合基本物理規律。
對於宇宙中的天體來說,距離都是非常遠的,因此,計算時,天體大小本身就會被忽略,簡便計算。
而天體見引力隨距離變小而成指數被增加,比如距離100時引力100,距離50,引力是400,距離25時引力是1600。但是距離到一定程度,天體半徑就起作用了。比如以地球為例,在計算時,如果距離非常遠,就按地心距離計算,但是極限也就是6000公里,地面這裡。在往地心去,距離雖然小了,但是頭上又有很大量物質吸引,引力反而增加。如圖,地球半徑是R時,小人在接近地心小於6000公里候,引力受頭上物質吸引反而變小。
假設地球質量不變,壓縮半徑,把地球壓縮到一個很小很小的體積,比如低於0.9cm,才能保證繼續接近地心,而引力依然指向一個方向並增大,如圖所示,如果地球半徑是r,這時引力才能增大到黑洞程度。這個小r的半徑就是史瓦西半徑。
宇宙中黑洞也是一樣,在距離黑洞比較近的地方,也就是史瓦西半徑以內,黑洞才是無限吸引的。史瓦西半徑以外,一個500萬太陽質量的黑洞和普通的五百萬太陽的恆星對外影響是一樣的。都是一樣大的引力效應。
史瓦西半徑處,由於物質進入就不能返回,所以裡邊是黑的,同時這個地方由於物質摩擦等效應,會發出巨量輻射,形成吸積盤,外邊是亮的裡邊是黑的,靠反差顯示出黑洞的樣子
東北貓哥會養雞
黑洞是宇宙中引力最強的單一天體,在它的視界邊緣,連光都難以逃脫,原則上沒有任何物質可以從黑洞的視界邊緣(史瓦西半徑邊緣)逃出黑洞的引力束縛,雖然霍金輻射認為有些粒子對可以從黑洞的邊緣逃逸,但其輻射的物質量可以忽略不計,因此如果說只看黑洞本體的話,它是不會發光以及發出任何電磁波輻射的。
那麼為什麼事件視界望遠鏡(全球八處射電望遠鏡陣列組成的像地球視面積一樣大的虛擬望遠鏡)又可以拍到黑洞的照片呢?這其實還是由於黑洞並非是單獨存在於宇宙中的,由於擁有強大的引力場,所以黑洞周圍通常都會聚集有恆星行星等其他天體,特別是在一些超大質量黑洞周圍,比如在我們銀河系中心黑洞人馬座a*的附近,至少有數百顆恆星在圍繞它運行,這樣我們就可以根據這些恆星的運動狀況,來判斷這個黑洞的存在並找到它的位置了。
恆星也都是大質量的天體,這些天體距離黑洞很近的時候,常常會有一部分物質為黑洞所吞噬,而在被黑洞吞噬之前,這些物質會圍繞黑洞高速旋轉,形成黑洞周圍的吸積盤。這個吸積盤物質主要集中於黑洞的赤道地區,它看上去會非常的明亮,是宇宙中最為明亮的事物,而且由於黑洞的引力壓縮作用,吸積盤上的部分粒子物質會轉移到兩極地區被噴射出去,形成強烈的x射線,通過它暴露出來的這些信息,我們就能以其光亮和射線等來判斷黑洞的形狀了。
事件視界望遠鏡所能拍攝的也是黑洞的這些部分,也就是視界邊緣之外的部分,由於這部分也是有其結構的,而且不同區域的光度不同,所以將能看出黑洞的大致輪廓,如果再對其進行數據處理的話,比如傾向於貼近黑洞的視界邊緣,將其附近電磁波等的強弱度表現出來,就可以得出關於黑洞的較為逼真的圖像,事件視界望遠鏡所能拍到的黑洞的照片,大致就是這個樣子。
雖然今天我們看到了歷史上第1張關於黑洞的真實圖像,但其實我們所看到的距離黑洞的內部世界仍然很遠,而且黑洞的視界邊緣也並非黑洞的本體,科學家認為黑洞內部存在一個奇點,這個奇點才是黑洞物質的主要集中地,但是由於它深藏於黑洞的中心,我們也許永遠無法看到它。
人類的方向
一,假設亮圈是光或高溫氣體,那麼黑洞外圍必定360度覆蓋,看不到剖面黑心!光必須有物質反射到人眼才能看見,首先排除,要不太空背景就不會是黑的!二,上面假設失敗,那麼外圈假設是恆星互繞組成的星系,只有引力關聯的星系才是平面的,類似太陽系《可證明》,由於觀察的尺度與視角,我們很容易看出黑圈外圍是對稱的,而且是正圓,由此證明黑圈裡並無《黑洞》大質量星球,只是恆星互繞而已!恆星互繞從來就不能證明中心有黑洞!恆星互繞的特點:正圓,且很強對稱性!照片一看就是高度與之吻合!黑洞必然是橢圓規道,且恆星數量的亮點很不對稱!橢圓與黑洞所謂的視界正圓是矛盾的,所以照片只能證明黑洞不存在,剛好證明恆星互繞!三,看到的照片是電腦根據幾個亮點補充上去的,一群人混吃的需要!四,愛因斯坦這小學生的言論怎能當真?[機智]五,又想補救相對論?哈哈哈[偷笑][偷笑][偷笑][偷笑]
司馬懿之師
這就是黑洞圖片
把昨天都作廢77206357
我來自未來33333年!對不起!我不是人類!我是黑洞的意識具象化的物質!黑洞的本質!其實是星際之門!通過他可以進入另外的空間!這個空間與人類存在的宇宙是不同的,目前,你們無法理解。打個比方!目前你們人類就是細菌!用細菌的思維做事!是無法達到人類的高度的,無論細菌如何升級發展,永遠也達不到人類的高度,這是宇宙設定。所以人類的認知也是有限的,有些註定永久無法破解,這是宇宙設定。
雅安食神
黑洞之內什麼也拍不到,拍的是黑洞視界及周圍,用以襯托黑洞的形狀和周圍的作用力。雖然稱為“照片”,還需要人工合成,綜合所有數據,分析,對比,形成一張真實性更強的“照片”。讓人更直觀的瞭解,觀察,認識“黑洞”。
先進的技術,也窺視不到“黑洞”內部,只能把周圍看的更清楚,這已經很了不起了。
暗物質原理
黑洞就是另一個星系,把這個星系吸入,去了更大了星系!