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      NASA繪制黑洞圖像 網友:究竟是先有黑洞,還是先有星系?

      2019-09-29 22:55:00 來源: 北晚新視覺網

      NASA繪制黑洞圖像高清動圖揭秘黑洞背后的故事,人類歷史上第一幅黑洞照片的誕生,是科學史上的一次壯舉,但是實現難度極大,最后得到的圖像分辨率相對較低。科學和技術是不斷進步的,科學家預計,未來我們可能看到黑洞的直接圖像質量,會隨著時間的推移而顯著改善。

      本周,美國國家航空航天局(NASA)為“黑洞周”活動特意制作了新的黑洞超高分辨率的圖片,“美哭了”的圖片背后,是人類對未來科學技術進步的無限期許。

      超大質量黑洞位于大多數大型星系的中心,關于這些黑洞如何到達星系中心的問題,目前在宇宙學上還是一個謎。而究竟是先有黑洞,還是先有星系,是宇宙學中的一大問題。我們所知道的是,黑洞確實很大,相當于太陽質量的數百萬倍到數十億倍。如此大的質量讓,它們可以控制恒星的形成。

      實際上,黑洞的第一個模擬圖像是用上世紀60年代的IBM 7040打孔計算機計算出來的,法國天體物理學家讓·皮埃爾·魯米內特(Jean-Pierre Luminet)于1978年手工繪制,看起來和NASA的模擬圖像很像。

      在兩個模擬中,圖像中間都有一個黑圈。即事件視界,在該點電磁輻射(光,無線電波,X射線等)無法從黑洞的引力中獲得逃逸速度。

      整個黑洞的中間是圓盤狀材料的前部,它圍繞黑洞旋轉,就像水進入排水管一樣。由于高速旋轉產生的劇烈摩擦生成大量輻射,可以用望遠鏡觀測到。這正是M87黑洞圖片中看到的那部分。從模擬圖像上還可以看到事件視界周圍的完美光環。黑洞周圍有大片光線。這實際上是從吸積盤黑洞后面的部分發出的;由于黑洞的引力太強,導致即使在事件視界之外,也能使時空扭曲,并彎曲黑洞周圍的光路,導致這部分光線也能被觀測到。

      從這張圖上看,吸積盤的一側比另一側更亮,這是由于旋轉引起的。朝我們移動的部分更亮,因為它朝我們以接近光速,會使光的波長發生頻率變化。這就是“多普勒效應”。反之,遠離我們的那一側顯得比較暗淡。

      NASA驚艷模擬圖像有助于了解圍繞超大質量黑洞內部的極端物理現象,有了這些超高分辨率的圖片,再看M87的“實拍圖”,是不是感覺懂得更多了?Luminet去年在一篇論文中寫道:“這種明顯的光度不對稱性是黑洞的主要特征,黑洞是唯一能夠使吸積盤內部區域的旋轉速度接近光速的天體,可以產生強烈的多普勒效應。”

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      延伸閱讀

      黑洞

      黑洞是現代廣義相對論中,宇宙空間內存在的一種天體。黑洞的引力很大,使得視界內的逃逸速度大于光速。“黑洞是時空曲率大到光都無法從其事件視界逃脫的天體”。

      1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西通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于空間一點,其周圍會產生奇異的現象,即在質點周圍存在一個界面——“視界”一旦進入這個界面,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”。

      黑洞無法直接觀測,但可以借由間接方式得知其存在與質量,并且觀測到它對其他事物的影響。借由物體被吸入之前的因高熱而放出和γ射線的“邊緣訊息”,可以獲取黑洞存在的訊息。推測出黑洞的存在也可借由間接觀測恒星或星際云氣團繞行軌跡取得位置以及質量。

      北京時間2019年4月10日21時,人類首張黑洞照片面世,該黑洞位于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。愛因斯坦廣義相對論被證明在極端條件下仍然成立。

      來源 北晚新視覺網綜合 上海熱線 @界面新聞 百度百科

      流程編輯 TF003

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