關於黑洞在人類面前“首秀”我們需要了解的一些知識 | 奇聞獵奇

北京時間2019年4月10日21時,在華盛頓、中國上海和臺北、聖地亞哥、布魯塞爾、靈比和東京同時召開新聞發佈會,公佈人類通過“事件視界望遠鏡”(EHT)拍攝的首張黑洞照片。先來看看這張黑洞首秀照片,然後再聊聊關於黑洞我們需要了解的一些知識。

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首先需要說明的是黑洞並不是一個洞,根據愛因斯坦廣義相對論,黑洞是宇宙空間內存在的一種天體(和地球等星球一樣類球體的天體)。只是黑洞是一種質量很大引力很大的天體,大到光都被它吸引不能逃逸,所以稱之為“洞”。

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由於黑洞的中心是一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小,熱量無限大的奇點和周圍一部分空空如也的天區,這個天區範圍之內不可見。因此黑洞無法直接觀測,但可以藉由間接方式得知其存在與質量。

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依據愛因斯坦的相對論,當一顆垂死恆星崩潰,它將聚集成一點,這裡將成為黑洞,吞噬鄰近宇宙區域的所有光線和任何物質。我們的太陽也是一顆恆心,但是太陽質量太小無法成為一個黑洞。科學家預測當太陽“死亡”後體積將膨脹100倍,然後塌縮成一個微小但密度極高的恆星,即:白矮星。

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由於強大的引力在黑洞附近,時間的流逝都會變慢。根據愛因斯坦相對論的描述,引力越強的地方,時間流逝就會越慢。如果你進入到黑洞的奇點,就會發現時間完全停止,在電影星際穿越中有過一段很詳細的描述。霍金曾說,在黑洞的最中心,是平行宇宙的另外一個入口。通過黑洞,可以快速到達在地球上看起來非常遙遠的一個地方,或者另外一個平行宇宙。

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前面說過黑洞無法直接觀測要對黑洞成像,但廣義相對論預言,由於黑洞的存在,我們將會看到中心區域存在一個因為黑洞視界而形成的陰影(shadow),其周圍環繞一個由吸積或噴流輻射造成的如新月狀的光環,因此對黑洞陰影的成像將能提供黑洞存在的直接“視覺”證據。

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要對黑洞成像,必須要保證望遠鏡足夠靈敏,能分辨的細節足夠小,以及被拍攝的黑洞足夠大。此次拍照使用了VLBI技術,利用全球的射電望遠鏡組成了一個類似地球大小的觀察口徑,經過近兩年的數據處理及理論分析,終於成功獲得第一張黑洞照片。

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這次黑洞的拍攝無疑再次證明愛因斯坦的正確,為所有科學家的努力點贊666。


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