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宇宙“吞噬之口”!关于黑洞的从入门到高级谈资

  类史上首张黑洞照片面世!

  北京时间10日晚9时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。

  这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据,有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。

  人类首次“看见”黑洞 爱因斯坦又说对了

  这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体——黑洞,一种体积极小、质量极大的天体,如同一个宇宙“吞噬之口”,连光也无法逃逸。

  露出真容的黑洞,位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。

  百余年前,爱因斯坦的广义相对论率先对黑洞作出预言,从此成为许多科幻电影的灵感源泉。科学家陆续通过一些间接证据证实了黑洞的存在,但人类始终没有真正“看到”过黑洞。

  “这是人类获得关于黑洞的第一个直接视觉证据,证实了爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。”参与国际合作的中方科学家、中国科学院上海天文台台长沈志强说。

  质量极其巨大的黑洞,是宇宙中的神秘存在。这次通过分布全球的观测点组成一个口径如地球大小的虚拟望远镜——黑洞事件视界望远镜,顺利实现在1.3毫米波长的观测,并经过长期的数据分析,成功“捕获”黑洞的影像。

  由于需要极高的灵敏度,组成全球网络的8个射电望远镜分布在多个高海拔地区,包括夏威夷和墨西哥的火山、西班牙的内华达山脉、智利的阿塔卡马沙漠、南极点等。“这些望远镜的分辨率相当于能在黑龙江漠河阅读南沙群岛上的一张报纸。”中方科学家、上海天文台研究员路如森说。

  “看”得远、“看”得清仍然不够,给黑洞拍照还要“看”得准。“观看电视节目要选对频道,黑洞影像也必须在合适的波段才能观测。”路如森说,最佳波段在1毫米附近,这一波段的黑洞光环最明亮,而背景“噪音”又最小。

  该国际合作项目负责人、哈佛大学教授谢泼德·多尔曼表示,过去10多年里,技术的突破、全球天文台的合作等,让人类最终打开了一个观测黑洞的全新窗口。

  黑洞入门到高级谈资,看看你在哪个级别

  作为人类首张黑洞照片,看起来似乎比电影中的黑洞更梦幻。跟你想象中的一样吗?

  无论在你想象中是什么样子的,这绝对都是人类的高光时刻——

  在你奔走相告前,我们备好了从入门级到初级、从中级到高级的谈资,下面请对号入座,看看你在哪个级别。

  入门级:黑洞是怎么形成的?

  当超大质量的恒星衰老时,它的热核反应耗尽了中心的燃料,在外壳的重压之下,恒星会发生坍缩,最后形成体积接近无限小密度几乎无限大的质点,这就是奇点。

  黑洞,所有的质量都集中于此。奇点周围会产生一个强大的引力界面,光也无法逃脱,黑洞就这样诞生了。

  这种天体的存在以极端的方式影响着周围的环境,对周围的恒星、气体的运动产生巨大影响,黑洞周围还会产生明亮的吸积现象,以及非常壮观的喷流现象,这些奇美的宇宙现象也间接暴露了黑洞的存在。

  中国科学院国家天文台研究员苟利军:光既然都逃脱不出来的时候,我们就看不到,它是一个黑色的球体,另外一方面东西掉进去就出不来,所以我们称之为叫做黑洞。

  黑洞是从广义相对论推演出来的,没错最开始就是人类猜想出来的……

  然而后来发现,一切好像都和我们猜想的是一致的!

  中科院上海天文台台长EHT国际合作成员沈志强:按照爱因斯坦理论,尽管黑洞在这个视界里面是任何光线都出不来,但是在黑洞的边缘,很靠近黑洞的周围,它的强引力场会使得光线产生弯曲,或者会产生一种透镜效应。

  让时空弯曲,并将周围的气体吸积进来,发出强烈的电磁波辐射。如此一来,黑洞就像沉浸在一片类似发光气体的明亮区域内,会形成一个类似阴影的黑暗区域。

  而这些黑洞阴影,是我们能看到的最接近黑洞本身的图像。“事件视界望远镜”也正是通过对黑洞阴影直接成像,揭示了黑洞的巨大质量等很多神秘信息。

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