NASA放出高清版黑洞照片 这次终于能看清楚了……

发布时间:2019-11-14 15:55:44

2019年4月10日,人类历史上第一张黑洞照片发布,在全世界引起轰动。

拍摄的黑洞是m87星系中心的超大质量黑洞,质量是太阳的65亿倍,距离地球5500万光年。

这一重大科学成就是由世界上许多国家的研究人员经过几年的合作完成的,仅用了两年时间就“清洗”。这张黑洞照片对全人类来说意义重大。它不仅为广义相对论提供了新的信息,而且有助于理解黑洞喷流的形成过程。

虽然我们都对科学史上的这一壮举感到惊讶,但同时我们也略感遗憾:由于分辨率相对较低,图像模糊,我们只能看到大致的轮廓,却看不到它的真实面目。

为此,美国宇航局于9月26日发布了一幅由计算机模拟的新黑洞的高分辨率视觉图像。它清楚地描述了黑洞周围物质发出的光将被黑洞自身质量产生的重力弯曲,在黑洞周围形成光环。

(图片来源:美国宇航局)

我们都知道黑洞是具有无限空间密度和无限高时空曲率的天体,甚至光也无法从它们的视界中逃逸。然而,非专业人士很少清楚了解超大质量黑洞内部的极端物理现象。国安局惊人的模拟图像为我们提供了这个机会。

从图片中,我们可以看到中间有一个洞。它旁边的圆圈是事件视界。外环像水流一样围绕着黑洞,水流是由重力吸引的物质摩擦产生的辐射。最靠近黑洞的内环中的气体以接近光速的速度旋转,而外环中的气体旋转缓慢。

如果我们观察黑洞的一侧,我们会发现吸积盘的一侧比另一侧更亮,因为吸积盘的运动效应——由于多普勒效应,向我们视线移动的区域变得更亮,而远离我们视线的区域变得更暗。中间的黑色区域就是黑洞本身——光线无法从那里逃逸。

(图片来源:美国宇航局)

像这样的模拟碎片真的帮助我们想象爱因斯坦所说的扭曲时空结构的重力是什么意思。然而,随着时间的推移和科学技术的进步,我们有望在未来看到黑洞的直接高清照片。

据了解,拍摄第一张黑洞照片的事件望远镜预计将把观测波长从1.3毫米缩短到0.4 ~ 0.8毫米,这意味着未来拍摄的黑洞照片的清晰度将提高10倍。

事实上,在第一张黑洞照片发表之前,黑洞的出现仅限于我们的想象和计算机程序。自20世纪70年代以来,无数科学家一直在一张接一张地手工绘制黑洞照片。

1978年,时任巴黎梅顿天文台年轻研究员的琉米爱尔开始绘制黑洞视界的第一幅“肖像”。凭借他的数学背景,他在20世纪60年代首次使用ibm 7040穿孔计算机模拟黑洞。

1979年,这幅手绘终于诞生了。这张照片与美国宇航局最近的计算机模拟高清黑洞照片非常相似,除了前者是黑白的。

直到现在,科学家们不再需要像Luminez 40年前那样手工“清洗”照片。他们可以使用各种先进的眼镜和超高性能的计算来帮助处理,甚至可以直接拍摄黑洞的照片。

从1979年第一张手绘黑洞草图的出版到2019年第一张黑洞照片的发布,整整40年的时间跨度也证明了先进的探测技术和数据处理方法使得科学想象和现实如此接近。

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