地球史45億年來第一次見到你,黑洞你好

上初中就開始學習的物理課,直到2019年4月10日,準確說是昨晚,在地球形成45億年漫長的歷史中,人類第一次用現代科技捕捉到了只存在課本理論之中推演出的天體,黑洞。

這是電影星際穿越中設定的黑洞,周圍亮光的白色區域是由於黑洞本身巨大引力形成的氣體吸積盤,由於是影視作品的原因,設定了黑洞是如此“漂亮”的天體形態。

根據愛因斯坦的廣義相對論,我們這麼多年學習的課本,終於有了具象化的形態出現在了我們的眼前,這次視面望遠鏡確定了兩個目標,之一是銀河系中心的黑洞,質量是450萬倍的太陽質量,距離地球2.6萬光年,另一個是位於M87(劃重點,不是M78!)星系中心的黑洞,質量為65億倍的太陽質量,距離地球5300萬光年。

廣義相對論的預言,由於天體黑洞的旋轉效應,黑洞出現在可視化時,左邊的光亮程度會比右邊更亮,在這次拍攝黑洞照片的過程中,多臺設備同時觀測和記錄,然後將數據彙總到一起分析。2017年4月份的觀測中,8個臺站在5天觀測期間共記錄約3500 TB的數據(1TB等於1024GB,相當於500小時的高清電影)。

揭秘打開,黑洞素人出道照~這就是黑洞的樣子,一定要有人問了...這什麼黑洞啊分辨率這麼低,不是前沿科技全都用上了才拍攝出來的嗎?

在這次拍攝黑洞照片的過程中,多臺設備同時觀測和記錄,然後將數據彙總到一起分析。8個臺站在5天觀測期間共記錄約3500 TB的數據(1TB等於1024GB,相當於500小時的高清電影)。由於這個數據量過於的龐大,以至於根本不可能通過網絡進行傳輸,只能靠寄送移動硬盤來傳輸本次觀測數據和記錄。

​本次立功的區域,位於南極的SPT天體學儀器陣列提供的大面積數據,位於智利的ALMA天體學儀器陣列提供的靈敏度非常重要——天體學儀器能夠接收的可視化面積越大,對於檢測來講靈敏度也就越高,ALMA天體學儀器陣列將視界面望遠鏡的靈敏度提高了10倍以上,才使得捕捉到更弱的天體信號。

黑洞是一種體積極小,密度質量卻極大的天體,有好奇寶寶又要提問了,既然是洞,我們能進去嗎?

黑洞內部只有3個量,質量,角動量,電荷...這三個量都是與人無關的數據先暫且不談,根據黑洞熱力學,就算你進去,你也會被普朗克單位級別的壓成,我們也不知道什麼,而你的信息和熵以普朗克單位級別分佈於黑洞表面,因為根據全息理論,信息和熵都留在黑洞表面,所以如果一個“人”想要進入黑洞,是隻能留在表面的,如果一個“物質”真的進入了黑洞,只會被壓力不斷的分解...

說了這麼多,又有好奇寶寶要問了,既然有三個量能進入黑洞內部,那進入黑洞內部是什麼樣子啊?

倘若物體落入黑洞後、它們的熵就由此消失,如此宇宙作為一個孤立系統其中的熵就會減少,關於黑洞的引力奇點,目前所知的物理定律是不適用的,包括廣義相對論(其囊括的引力場內的時間膨脹、引力時間延遲效應自然是失效的),物體會不斷的化為線條化,知道完全消失與黑洞融為一體,這樣比喻的話,黑洞類似於貔貅,只進不出...

這次發現無疑幫助我們確認,愛因斯坦的廣義相對論——特別是它關於黑洞的預言——將毫髮無損地再成立一個世紀

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