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黑洞如何产生巨大喷流,首张黑洞照片不比银河系中心的真实吗?

  • 2019年04月19日 13:12
  • 来源:悟空科学
  • 作者:澳门新濠天地赌场网站|澳门新濠天地娱乐场网站最新开户地址|澳门新濠天地赌场|澳门新濠天地赌场平台

M87是科学家们测量的第一个黑洞,它和我们之间的距离也较远。黑洞如何产生巨大喷流,不属于银河系的黑洞照片真实吗? M87作为拍摄对象的照片是否真实 从传统意义上...

黑洞照片的问世,几乎让所有人都欢呼雀跃了一场,物理学没有因为它而崩溃,甚至没有令人意外的细节和新物理出现,科学家们并没有发现黑洞的其他意外特征。这一次捕获的黑洞照片,几乎和我们平时习惯在科学和流行文化中看到的黑洞插图完美匹配,要说它们之间有何不同,大概就是真实的黑洞看上去反而更加模糊一些。M87是科学家们测量的第一个黑洞,它和我们之间的距离也较远。黑洞如何产生巨大喷流,不属于银河系的黑洞照片真实吗?

黑洞如何产生巨大喷流,首张黑洞照片不比银河系中心的真实吗?

M87作为拍摄对象的照片是否真实

从传统意义上来讲,黑洞照片和我们生活中的照片是完全不一样的。这次的黑洞照片是通过计算机处理而制成(黑洞事件视界所发射的无线电波),从无线电波到图像是一个异常困难的过程。在银河系的中心,有一个射手座A *(超大质量黑洞)和我们的距离更近,但也因此它不能像天空那样被“固定”。相反,将M87作为拍摄对象则更容易成像,并且在整个过程中不需要进行太多次的“移动”。正是顾虑到可能有不少人有这样的疑问:为什么不把第一次的黑洞拍摄对象选在我们所在的银河系?所以,在新闻发布会上第一时间对此作出解释。

黑洞如何产生巨大喷流,首张黑洞照片不比银河系中心的真实吗?

黑洞如何产生巨大的物质喷流

Messier 87是处女座A的别名,在它中心的黑洞都可谓“臭名昭著”,因为它们总是将物质和辐射喷射至整个太空。它拥有非常庞大的相对论喷气机,足以使其彻底逃离身边的星系。那些具有超大质量的黑洞,通常都具备咀嚼附近物质的能力,并且通过他们的事件视野吸收大部分的物质,然后用极快的速度将剩余的物质再次吐出到太空,科学家们将这种能力称为“相对论性的喷气式飞机”,处女座A便是如此,早在1998年,哈勃望远镜图像就展示了逃离处女座A的相对论性喷气机。

对于这种情况的广泛性描述,在科学界也是有争议存在的,比如科学家们并不认同物理学家的观点:认为当材料加速到极致,它会更容易落入黑洞的重力,并且在这个过程中既保持惯性又能逃离。Bonning表示,这是一个将事件视野望远镜观测(小空间)和相对论性喷气机(更大图像)联系起来的问题。并且,目前的物理学家还没有得到准确的答案,但是这一天并不会很遥远。当我们合作产生第二个目标图像,或许就能通过两张图片的对比提供一些清晰的内容。

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爱因斯坦和霍金的理论是否一样正确

通过视界视野望远镜,我们看到阴影的边缘是圆形的,就像早在20世纪时爱因斯坦的广义相对论所预测的那样。这是一个没有让任何人感到惊讶的结果,如果相对论都被印证破裂,那么或许你会被惊的从椅子上掉下去。对于银河系中心的超大质量黑洞,物理学家们进行了精确测量,已经能够观察它的重力是怎么移动附近的单个恒星。同时,物理学家们通过黑洞质量对星系不同“恒星层光”的影响,或者质量对不同“自由浮动气体层光”的影响,粗略的进行了测量。当然,物理学家们并不一定会采用这个方法批量的测量黑洞质量,但这样的改进的确为未来的计算提供了极其重要的数据点。

对于物理学家霍金,他职业早期最大的贡献当属“霍金辐射”概念的提出,指出了黑洞并不是黑色,并且会因为时间的推移而发出辐射,虽然这个辐射的量级并不是特别大。但这个重要的结果却表明了只要黑洞停止生长,便会开始从能量的损失中发生收缩。这一次的事件视野望远镜对于这一理论并没有进行证实、或者是否认。从理论上来讲,生命周期较短的物体,加上本身比较小,是可能将整个事件视界包含的,随着近距离的观察机会越来越多,和总体尺寸相比可以获得更多辐射,我们人类最终将会弄清这些辐射是如何产生,并找到它、检测它的辐射。

广义相对论和量子力学之间有何关联

在物理学家们的世界里,有一个有趣的现象:当大家聚集在一起谈论某个新的发现时,通常你都可以听到有人会认为这对解释“量子引力”而言是有帮助的。对于物理学而言,量子引力是这个领域最大的未知,因此,物理学家们使用了两套不同的规则来释义。基于量子力学无法解释引力、相对论无法解释量子行为这一现状,物理学家希望有一天可以将两者结合起来,形成统一的一套理论,而这个理论可能涉及某种量子引力。在黑洞照片宣布之前,同样也有人猜测,它的发布可能会让这个问题有突破性的进展,建议那些答案能够早些到来。但科学研究者Bonning表示,即使有计划的升级,我们也不太可能达到那种效果。

为何在此之前我们不曾看到黑洞图片

或许,超大规模这个概念对于我们的日常生活而言,一定是个肉眼可见的庞然大物。但是,超大规模的黑洞,对于我们而言其实并不是那么大,即使拍摄银河系中心的这个被认为达到太阳400万倍黑洞图像,其实就好比是在月球的表面拍摄DVD一般。并且,黑洞还时常可能被遮挡黑洞周围光线的材料所挡住。所以,想要看到黑洞的图片,不管是从客观因素,还是技术层面,都是一件特别困难的事,需要很多准备,也需要一个契机。

这个时候你可能又有了一个新的疑问,既然在此之前我们不曾看到它,那么,又是如何知道它存在的呢?早在爱因斯坦提出相对论的时候,就已经预测恒星死亡后会留下密集的核心,并且这个核心的质量达到了太阳的三倍,通过方程式表明重力会使得黑洞产生,但在4月10日之前,科学家们都无法直接观察或者拍摄到黑洞,但他们并没有通过间接证据来证明他的存在。比如黑洞喷出巨大的带电粒子,我们是可以通过仪器检测到的。

为什么科学家们不通过可见光捕捉图像

可见光和无线电波相比,后者具有更好的分辨率(目前技术中最高),望远镜的分辨率约为20微秒。8个地面射电望远镜、全世界200多个天文学家、大多位于高海拔地区的地理环境,科学家们就是这样捕获这个图像的,虽然目前科学家们还不知道为什么黑洞“戒指”的形状如此不规则,但这就是M87向我们所有人展示的样子。希望在不远的将来,科学家们可以回答这个疑惑。



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