昨日公布的第一张黑洞图片 ,让我们重新定义黑洞

事件地平线望远镜捕捉到了现存最强大的物体之一。基本上是索伦之眼。

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这是第一张黑洞的图像,是用被称为“事件地平线望远镜”的平面虚拟阵列捕捉到的。光线正被拉进位于梅西耶87号星系中心的黑洞,距离我们5000万光年远。

它是现存最强大、最令人困惑、最迷人的物体之一,周三,人类终于用自己的眼睛看到了一个:事件地平线望远镜协作揭示黑洞的第一次直接成像.

这张照片看上去有点像一场焦点不集中的篝火,但据亚利桑那大学天文学教授丹·马龙(DanMarrone)在六人之一的演讲中说,创建它的数据实际上相当于40,000人在有生之年自拍的数量。同时举行新闻发布会横跨四大洲。

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马龙说:“观测是一种协调的舞蹈,我们同时将望远镜指向一个精心规划的序列。”马龙多次前往南极洲,将南极望远镜整合到EHT阵列中。

除了酷之外,第一次看到黑洞的确切形状对科学来说是件大事。这是因为它可以证实或质疑爱因斯坦在一个多世纪前提出的引力理论,这些理论是我们理解宇宙和指导我们日常生活的物理定律的基础。

“我们现在有了黑洞的视觉证据,”EHT项目主管SheperdDoeleman在华盛顿特区的新闻发布会上告诉记者。“它也是一致的,这个影子的形状.和爱因斯坦的预言是一致的。”

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像世界一样宽的望远镜

EHT不是一个单一的天文台,而是八个射电望远镜-位于夏威夷、亚利桑那、智利、墨西哥和西班牙,以及南极-并同步形成一个称为非常大的基线干涉仪的阵列。基本概念是将地球不同角落的观测站的信号强度结合起来,形成与地球本身一样宽的阵列。

这张照片的拍摄结果显示,周三的观测结果实际上发生在2017年。它需要八个望远镜以极高的精度同步来观察星系梅西耶87中心的超大质量黑洞的质量是太阳的65亿倍。收集了大量的无线电信号数据-太多了,无法通过互联网进行有效传输。相反,每个天文台的数据被存储在一个物理硬盘上,然后传送到一台超级计算机,并在那里与其他计算机合并,形成新的图像。

是的,产生的图像看起来有点模糊,但是Doeleman告诉记者,随着更多的望远镜加入到EHT中,未来的图像会变得更加清晰。格陵兰的一台望远镜已经上线,为这项工作做出了贡献。这也可能是微调上述图像以及。

“我们认为,通过算法,我们可以使图像变得更清晰,”他说。

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EHT团队还试图拍摄射手座A*,银河系中心的黑洞。这些数据仍在处理中,但我们很快就能看到。

如果你想知道无线电信号是如何产生图像的,考虑到我们通常不会从调幅或调频广播中获得很好的图像,请记住,我们的眼睛只能处理非常有限的一部分光谱(也称为电磁辐射)-我们称之为可见光的部分。当我们看到一棵树或一个符号时,我们真正看到的是可见光谱中的光子反射这些物体。

但是像恒星和黑洞这样的星系物体沿着光谱上的不同点发射光,包括我们所知道的低频辐射-无线电波。你可能觉得用无线电波成像黑洞是骗人的,我们不是真的通过接收它的无线电信号来看到它,但这是不对的。

你可以这样想:在电磁光谱可见光之下的一步是红外线,我们不能用眼睛感知它,但我们可以感觉到热。夜视镜的工作原理是将红外辐射转换成可见的颜色。这张黑洞图像使用了同样的概念,将黑洞的能量从一个巨大的距离上,用一个灵巧的行星大小的望远镜,转换成我们的哑巴眼睛能感觉到的东西。

换句话说,这不是作弊,它更像是一个超级大国。如果你认为超级英雄是骗子,那你就是嫉妒。

爱因斯坦之眼

它的橙色光环围绕着一个黑色的中心,这个黑洞的图像类似于索伦之眼在指环王电影。对此的解释借鉴了爱因斯坦的工作。

荷兰Radboud大学的EHT科学委员会主席Heino Falcke在荷兰说:“如果我们沉浸在一个明亮的区域里,就像一个发光的气体盘,我们期望一个黑洞创造出一个类似影子的黑暗区域-这是爱因斯坦广义相对论所预言的,这是我们以前从未见过的。”释放。这种阴影是由视界的引力弯曲和光俘获引起的,它揭示了这些迷人物体的本质,并使我们得以测量M87黑洞的巨大质量。

换句话说,我们实际上并没有看到黑洞本身。在黑洞的中心,爱因斯坦称之为“暗星”,我们称之为奇点。当一颗大恒星塌陷在自己身上,留下一个几乎无限密度的物体,并拥有极强的引力,足以使光自身弯曲时,就会产生这种现象。这种超吸吮的力量创造了我们认为是黑洞的黑暗空虚。

由于人类的视力仅限于在可见光谱中感知光子,所以我们无法-甚至很难想象-那些不反射任何可见光的物体(或者在黑洞的情况下,将其全部吞没)。因此,眼睛聚焦于黑洞视界边缘的颜色是有意义的,这本质上是黑洞视界的周长和不可返回点,超过这一点,任何东西都无法逃脱奇点的吸引。

顺便说一句,这个奇点可能并不是黑色的。根据爱因斯坦的引力理论,奇点可能从根本上扭曲了它周围的时空,实际上是隐藏在它自己的视界后面。虽然我们仍然不知道黑洞的核心是什么样子,但它可能是一个非常奇怪的地方。爱因斯坦的计算表明,物理定律本身可能在奇点处崩溃。

这就是为什么这张图像不仅对天文学家如此重要,而且对各种物理学家都是如此重要的部分原因。到目前为止,这似乎再次证实爱因斯坦的引力理论是正确的。


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