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你是第一批“看见”黑洞的人类!

4月10日9时许,人类史上首张黑洞照片在上海等全球多地同步发布。黑洞,这位神秘的大BOSS终于展示了真容! 

为了这一时刻,全球30多个研究机构的科学家参与,利用全球不同地区的8个射电望远镜,历时2年拍摄,又历时2年“冲洗”。今天,让我们来了解黑洞照片拍摄的相关知识。 

黑洞是什么? 

黑洞是大质量恒星死亡后的一种形态,恒星还会死亡?是的!当恒星内部的燃料消耗完了,它就死了。这个时候,如果这个恒星足够重的话,黑洞就要产生了! 

黑洞是从广义相对论推演出来的。没错,约100年前,以爱因斯坦为代表的伟大科学家预言,大质量恒星在燃料耗尽、生命终结之后会向内部中心区域崩塌、集聚,最终形成黑洞。 

然而后来发现,一切好像都和我们猜想的是一致的! 

虽然名字都叫黑洞,但长得可不一样。就像人有高矮胖瘦之分,黑洞家族也可分为三类: 

1.个头和质量最小的——恒星级黑洞(质量是太阳的几十倍~上百倍);2.身材中等的——中等质量黑洞(质量大约是太阳的几千倍~几万倍);3.黑洞中的巨无霸——超大质量黑洞(质量在太阳的几百万倍以上)。 

第一次被人类拍到的黑洞是谁? 

恒星级黑洞太小了,以现有的技术,直接拍到它们的真容几乎不可能。所以,第一次被人类拍到的黑洞是超大质量黑洞! 

超大质量黑洞可以算是大BOSS,这种级别的黑洞,甚至有上百亿个太阳质量之巨! 

这一次联合观测的两大候选黑洞,就是位于银河系中心的SgrA*黑洞和银河系外的M87黑洞! 

SgrA*离我们近,但质量小,M87虽然离得远,但质量够大!在地球上看两者大小比较接近,因此就成了拍照的首选! 

M87的黑洞质量大约是太阳的64亿倍,也是宇宙中最大的黑洞之一,而科幻电影《星际穿越》中的卡冈图雅黑洞也不过是太阳质量的1亿倍!而且,这个黑洞与地球的距离达到了5500万光年。 

科学家是怎样拍到黑洞的呢? 

因为黑洞视界范围,也就是能被看到的界线非常非常小,而且黑洞自身不发光,所以难以直接探测。 

科学家们便只能“曲线救国”,采用一些间接方式来探测黑洞,比如,观察吸积盘和喷流。 

吸积盘,就是围绕黑洞旋转的气体盘,由恒星的气体组成。还有一部分气体在掉入黑洞视界面之前会形成喷流。 

物质被吸入黑洞时会产生大量光和热,因此很容易被科学家探测到。 

这个计划始于2015年,200多位科研人员通过位于南极、智利、墨西哥、美国亚利桑那州、夏威夷和西班牙的8台射电望远镜,模拟出了一台地球大小的超级望远镜,并在2017年4月完成了黑洞的拍摄。 

黑洞照片为什么要“冲洗”2年? 

黑洞照片的冲洗过程,实际就是数据分析与修图的过程。 

与其说人类是在拍摄黑洞照片,不如说是测了一大堆的黑洞数据,对这些数据做可视化处理,才能得出最后的照片。这个数据非常非常非常地大…… 

而且,地球上没有人知道这图到底对不对啊,所以科学家还得使用不同的解题思路,验证结果对不对。 

这几年,多国的科研团队就是分头再做这些处理和验证的事情。 

耗费这么多时间精力去拍一张照片到底有什么用? 

黑洞来自于相对论,相对论作为基础物理学理论是否准确,事实上影响着地球上一切,包括通信、能源,等等。 

而且从科学上说,并没有“有用”“无用”之分,一切未知都值得去探索。 

作为广义相对论最重要的预言之一,黑洞一直是最神秘,甚至最令人神往的存在。有生之年,能有机会一睹黑洞的尊容,真的是荣幸之至! 

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