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1 # 劉老師聊科學
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2 # 永珍經驗
2019年4月,事件視界望遠鏡合作歷史創造了歷史,它釋出了有史以來第一張黑洞圖片。這一成就醞釀了數十年,並引發了國際媒體的關注。這張照片是干涉測量技術的成果,在這項技術中,世界各地的天文臺將它們的望遠鏡收集到的光結合在一起,形成了一張合成影象。
這幅影象顯示了天體物理學家們長期以來的預測,極端的引力彎曲會導致光子落在視界附近,形成環繞它們的明亮光環。3月18日,哈佛-史密森天體物理中心(CfA)的一組研究人員宣佈了一項新研究,該研究顯示黑洞影象如何揭示其內部複雜的亞結構。
這項研究描述了他們的發現,題為“黑洞光子環的普遍干涉特徵”,最近發表在《科學進展》雜誌上。該小組由CfA的天體物理學家邁克爾·約翰遜領導,並從哈佛黑洞計劃、洛斯阿拉莫斯國家實驗室、普林斯頓理論科學中心和多所大學招募了成員。
約翰遜在最近一次CfA新聞釋出會上說:“黑洞的影象實際上包含一系列巢狀的環。每一個連續的環都有相同的直徑,但是變得越來越尖銳,因為它的光在到達觀察者之前繞著黑洞轉了很多圈。在目前的EHT影象中,我們只是瞥見了任何黑洞影象中應該出現的全部複雜性。”
廣義相對論告訴我們,引力場會改變時空的曲率。在黑洞的例子中,這種效應是極端的,甚至會導致光子在它們周圍下墜。這些光子在下落的氣體和塵埃形成的明亮光環上投下陰影,這些氣體和塵埃在黑洞的引力作用下加速到相對論速度。
在這個陰影區域的周圍是一個“光子環”,它是由黑洞附近的強引力聚集的光子產生的。這個環可以告訴天文學家很多關於黑洞的資訊,因為它的大小和形狀揭示了質量和旋轉。由於EHT影象,黑洞研究人員現在有了研究黑洞的工具。
自20世紀50年代以來,天文學家透過研究它們對周圍環境的影響,對它們瞭解了很多。換句話說,對黑洞的研究在本質上是間接的和理論性的。但有了拍攝這些天體影象的能力,天文學家終於可以直接研究它們並收集真實資料。
喬治·王是伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的一名物理學研究生,他負責開發軟體來生成模擬黑洞影象。該軟體允許計算迄今為止解析度最高的影象,並允許他們的團隊將其分解為預測的子影象序列。
他說:“將來自不同領域的專家聚集在一起,使我們能夠真正地將對光子環的理論理解與觀測的可能性聯絡起來。一開始是傳統的紙筆計算,這促使我們把模擬推向新的極限。”
然而,令研究人員特別驚訝的是,黑洞影象揭示的亞結構為研究創造了新的機會。雖然它們所揭示的子帶通常在影象上肉眼是看不見的,但在使用干涉測量法的望遠鏡陣列觀測時,它們會產生非常清晰的訊號。
這為天文學家提供了一個相對簡單的方法來擴充套件EHT迄今為止所進行的工作。約翰遜說:“雖然捕捉黑洞影象通常需要許多分散式望遠鏡,但子帶非常適合只使用兩個相距很遠的望遠鏡進行研究。在EHT上增加一架太空望遠鏡就足夠了。”
近年來,天文學和天體物理學領域經歷了多次革命。第一次對星際物體的觀測,對引力波的確認,以及對黑洞的第一次直接觀測。這些“第一次”的發現使科學家們有望解開一系列宇宙之謎。
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3 # 震長
看到首張黑洞照片,第一感受就是人類的偉大與渺小。人類首張黑洞照片揭示了室女座星系團中超大質量星系Messier 87中心的黑洞,距地球5500萬光年,質量為太陽的65億倍,這組數字對我們而言,就是遙遠且巨大,但作為首次看到黑洞真身我,個人覺得無比幸運。
作為宇宙的基本結構單元,星系是黑暗廣袤宇宙中的明亮島嶼,其中含有大量暗物質、恆星、氣體等,我們相信,每個星系中心都有一個超大質量黑洞。
大概100百年前,愛因斯坦提出廣義相對論,引力波和黑洞都是那時的理論預言,尤其是黑洞,愛因斯坦最初自己也不怎麼相信,但在100年後,也就是2015年,人類首次觀測到了引力波的存在,之後又觀測到了黑洞。
宇宙很空曠,人類很渺小,蝸居在地球上。作為智慧物種,以愛因斯坦的廣義相對論為代表的人類思想已經走向宇宙深處,而獨有的科技能力也讓我們可以看到的更遠。
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4 # 鶴伴老翁
一切的解釋,不如圖片解釋的到位。黑洞就如同蜂窩煤中的一個眼,宇宙中有很多黑洞,如同蜂窩煤上有很多眼,它發光發熱,你看得見卻無法靠近,就是這個道理,普通人一樣可以懂黑洞的原理。
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5 # 香菸飄渺35
根本無黑洞!
一、黑洞是廣相的一個解,廣相既錯。
二、質量以物質為基礎,物質化為無形了,哪還會有質量。
三、黑洞中心所謂奇點,是無任何定律可支援的空中樓閣!
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6 # 東言頻道
#世界第一張黑洞照片#一個文科科普男斗膽說幾句關於黑洞照片的看法。
我對這個事件沒啥太大感覺,看過了若干天文物理的科普,比如霍金等人的著作,對這張照片,沒那麼激動,相反,總是心裡犯合計,這是真的黑洞嗎?我相信宇宙間真的有黑洞,但僅僅在理論上,依照我們的條件,很難做到觀測尤其是拍照到黑洞。
先看要想拍到黑洞的條件:直接觀測黑洞相當於是給彎曲的時空拍照,需要望遠鏡有很高的解析度。如果採用毫米波望遠鏡觀測,根據公式測算,它的口徑需要達到“地球直徑”一樣的長度。
再看照片是怎麼生成的:藉助分佈在世界多地的8個射電望遠鏡聯合觀測,再經過近兩年的資料處理及理論分析,終於成功獲得第一張黑洞照片。
世界最牛的射電望遠鏡是中國天眼,沒有天眼的參與,其他能做到,我有點不相信。這次天眼沒有參與是因為波段頻率,地理位置等因素。
我感覺,這張照片是在黑洞理論的基礎上,透過資料分析製作出來的照片,而不是我們所想象的拍攝的真正照片。
【人類第一次看見黑洞】這是5500萬光年外的大質量星系M87中心超大質量黑洞的黑洞陰影照片,也是人類拍攝的首張黑洞照片,是黑洞存在的直接“視覺”證據。這張照片“拍攝”於2017年4月,近2年後才“沖洗”出來。
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7 # 匡夫
人類首張黑洞照片已經發布,看到黑洞的真容,你想說點什麼?
我想說這張所謂黑洞的“真容”,未必就是宇宙真象。
因為,黑洞還僅只是個科學猜想。
一張照片如何能夠證明一個猜想,就是科學的?
如此,邏輯學的充足理由律,還成不成立?
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8 # 宇宙v空間
我之所以這麼形容黑洞。是因為黑洞的強大所在,超強的引力可以吞噬任何物質,就連宇宙中最快的光速都無法逃脫它的引力,可想而知,被黑洞吸引住,還有啥物體可以逃脫呢!況且還有一個問題,那就是黑洞的地位,在宇宙中是非常重要的。
如果你認為黑洞沒有一點用處,那就大錯特錯了。透過研究,科學家發現位於銀河系的中心,存在著一顆超級黑洞,它的質量約為太陽的400萬倍,其直徑約為2000萬公里,一個超級龐然大物。科學家認為,黑洞的存在和星系的演化有著重要的聯絡。結果透過觀測其他幾個星系發現,每個星系的中心都存在著一顆超大質量黑洞。這更說明黑洞的重要性了。
黑洞的照片公佈,意味著人類在宇宙探索的路上邁了一大步。首先黑洞最早起源於科幻小說中,後來愛因斯坦意識到,當一個物體的密度以及質量大到一定程度後,它就會將自身壓縮成一個奇點,而當它的引力強到連光都無法逃脫的時候,這個天體就是不可視的。雖然HTC團隊的拍攝並沒有朝著銀河系的中心,但是我們也在M87的星系中心發現了這樣的一顆黑洞。
這次照片公佈充分的證明了黑洞的結構,黑洞由吸積盤、視界以及奇點所組成。當物質進入黑洞的洛希極限區域後,它會被撕成碎片。由於質量大小不同,物質不會馬上進入黑洞,它會圍繞著黑洞一點一點的環繞進去。
然後物質會進入視界區域,視界區域的外側,存在著熱輻射以及美麗的宇宙Phantom,並且神奇的是,如果你在視界,你可以看到光是如何被黑洞吸進去的。當你和光逐漸的進入黑洞內部後,這裡是一個神秘的多次元空間,也是一切的終點。那就是時空奇點。透過奇點的特性,我們知道當任何物質到達奇點後,基本上是不可能存活的了,畢竟沒有任何東西能夠承受如此強的高溫和高壓。
總結下,人類的首張黑洞照片,雖然我們沒有拍攝到它的本體,但是我們卻能確定黑洞的真實性,以及黑洞為何是黑色的最終原因。透過觀察熱輻射,我們知道了黑洞的真實結構,透過計算史瓦西半徑以及計算洛希極限,未來的人類真的有可能環繞黑洞,完成時間旅行。而更深層次的意義則是人類的偉大,雖然我們居住在宇宙的一個角落,但是我們卻已經能破解宇宙的終極奧秘,這就是人類!
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9 # 米老說天文
說真的,這圖黑洞照片首發的時候,真的出乎我的意料。跟我想象中的黑洞有那麼一點點的差別。
我本以為黑洞中間有個旋渦,而且周邊都應該是黑色的。沒想到,黑洞原來長這樣。黑洞本是霍金老先生提出來的,現在終於看到了它的真面目。這個黑洞照片和紀錄片裡的黑洞相差太大了。
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10 # 高維宇宙觀
臺北時間2019年4月10日晚9時許,包括中國在內,全球多地天文學家同步公佈首張黑洞真容。這一由200多名科研人員歷時10餘年、從四大洲8個觀測點“捕獲”的視覺證據,有望證實愛因斯坦廣義相對論在極端條件下仍然成立。
這是人類第一次凝視曾經只存在於理論中的天體——黑洞,一種體積極小、質量極大的天體,如同一個宇宙“吞噬之口”,連光也無法逃逸。
露出真容的黑洞,位於室女座一個巨橢圓星系M87的中心,距離地球5500萬光年,質量約為太陽的65億倍。它的核心區域存在一個陰影,周圍環繞一個新月狀光環。
百餘年前,愛因斯坦的廣義相對論率先對黑洞作出預言,從此成為許多科幻電影的靈感源泉。科學家陸續透過一些間接證據證實了黑洞的存在,但人類始終沒有真正“看到”過黑洞。這是人類獲得關於黑洞的第一個直接視覺證據,證實了愛因斯坦廣義相對論在極端條件下仍然成立。
讓我最震驚的其實是數學的強大和恐怖,這種由數字和符號組合成的學科彷彿真的是上帝創世的工具。
廣義相對論是愛因斯坦最偉大的成就,當然也是近代大尺度物理學/宇宙學最偉大的成就。1915年,愛因斯坦提出了著名的“愛因斯坦場方程”,簡稱EFE,這個方程描述了物質和能量所導致的時空彎曲,是廣義相對論的最凝練的核心數學表示式。1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西透過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解,這個解表明,如果將大量物質集中於空間一點,其周圍會產生奇異的現象,即在質點周圍存在一個介面——“視界”一旦進入這個介面,即使光也無法逃脫。這種“不可思議的天體”被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒命名為“黑洞”。像這種依靠數學就預言宇宙級別天體或者現象的理論框架比比皆是,比如愛因斯坦預言的引力波,那是在他提出100年之後的今天才正式的,當時的科學家們彷彿完全不需要依靠實際證據,而宇宙大爆炸的奇點也是根據數學公式推匯出來的,而關於數學無心插柳導致的重大發現在科學史上屢見不鮮,其中最有趣的就是量子的發現。
普朗克最終將只適合長波範圍與短波範圍內兩個公式統合的過程著實搞笑,也顯示了數學這種工具強大而恐怖的功能。距第二次物理學大奇蹟年僅僅相隔五年的1900年,在柏林大學那間堆滿了草稿的辦公室裡,普朗克為了那兩個無法調和的公式絞盡腦汁,最終精疲力竭的他決定暫時放棄那些費勁的推導和假設,而是玩起了數字遊戲,他藉助自己熟悉並且擅長的內插法(一種數學方法)開始隨意撥弄起維恩分佈公式和瑞利—金斯公式,沒想到卻玩上了癮,之後的幾天他一直沉迷於這種數字遊戲中,然後……他就拼湊出了一個公式,當然這只是幾天裡他拼湊的眾多公式之一,但是這個公式是如此的與眾不同,看上去似乎正符合要求!在長波的時候,它表現得就像正比關係一樣。而在短波的時候,它則退化為維恩公式的原始形式,而這就是即將揭開量子理論神秘面紗,提出量子化假說的普朗克黑體公式,這個公式將之前的兩個公式合二為一,完全適合所有的波長情況,最搞笑的是,發明這個公式的普朗克最初根本都不知道是這個公式為啥是正確的。事實上,這種看起來扯淡的事實在科學史上屢見不鮮,為什麼科學家有的會變成神的信徒,有時候靈感或者運氣更像是神的恩賜。
回覆列表
在愛因斯坦的廣義相對論中首次預言黑洞存在的一個多世紀之後,這些密度大得令人難以置信的空間區域吸引著大家的想象力,它們出現在不計其數的電影、電視節目和科幻小說中。
而看到黑洞的照片,讓我一方面被宇宙所震撼,感覺到人類的渺小,但另一方面,又充滿了雄心——我們看到了被認為是看不見的東西,一些從未想過自己能看到的東西。
我們又一次打破了曾經以為的不可能,回首科學的發展史,怎麼能不為人類的智慧自豪?
也許有人會說,也許與宇宙可能存在的智慧種族相比,我們的進展微不足道。但是,讓我振奮的是,人類一直在探索,在研究,在科學上突破了一次又一次,我們從沒被自己所侷限。
現在黑洞照片的釋出,又是一個揭示宇宙研究新途徑的轉折點——黑洞水平觀測精度時代來臨了。科學家們開始梳理黑洞邊界的物理過程,開始研究一些以前甚至無法想象的問題。
不過,但嚴謹地說,這張照片並沒有顯示黑洞本身。黑洞的定義特徵是它們的密度非常大,因此產生了超級強大的引力場,以至於沒有任何東西(包括可見光在內的電磁能),可以逃脫它們的引力。而這張照片所揭示的是黑洞的事件視界,氣體、塵埃、恆星和光本身的漩渦,在它們被吸進黑洞內部之前,圍繞著引力的流失而旋轉,永遠不會再出現。周圍的橙色物質是過熱的氣體排放。