此前NASA表示,他们经过哈勃望远镜发现了一个在银河系周围“漂移”的流浪黑洞,并以为这个黑洞应该是恒星演化之后的产物。这固然不是人们第一次发现黑洞了,但是依旧很让人激动。 还记得2019年第一张黑洞照片发布时分的情形吗?当时人们一边惊叹于黑洞照片居然这么难拍摄,一边疑惑为什么黑洞会是红色的。 第一张黑洞照片于2019年发布 那么,黑洞到底是黑的还是红的?为什么随着对黑洞的观测愈加深化,大家都会说爱因斯坦又对了呢? 史上第一张黑洞照片竟是“红色” 爱因斯坦早在上个世纪就预言了黑洞的存在,可是由于人类的观测水平有限,我们不时无法观测到宇宙中的黑洞。再加上黑洞具有强大的引力,人们对洞内的状况又一无所知,慢慢这个东西的形象就越传越“玄乎”。 在取得黑洞的照片之前,大家就发挥了自己的想象力,描画出了想象中的黑洞。直到第一张黑洞照片发布,这个宇宙中的神秘幽魂的面纱,才算真正被揭开了一角。 人们想象中的黑洞显得“千奇百怪” 2019年4月,事情视界望远镜(EHT)的国际协作团队,发布了应用全球多个毫米波望远镜组成的干预阵拍摄到的黑洞照片。 这个黑洞位于椭球星系M87的中心,与地球之距离着月5500万光年的距离。 椭圆星系M87所处的位置 事实上,事情视界望远镜国际研讨团队的天文学家们,最初是定了两个超大质量黑洞为观测目的的,一个是呈现出照片的M87黑洞,另一个则是位于银河系中心的超大质量黑洞。 这二者和地球之间的距离差别很大,位于银河系中心的超大质量黑洞和我们,大约只需2.5光年的距离,不外M87黑洞的大小约是太阳的60亿倍,银河系中心的黑洞则是太阳的400万倍左右。因而,若说只是单纯察看黑洞的阴影和“光环”的话,M87黑洞会更典型一些。 银河系的中心也有着大质量黑洞 可问题是,它为什么是红色的? 其实这与黑洞自身的质有关,大家都知道黑洞会毫不留情地将身边的物质吞噬进去,而它的“进食”并不是一口就吞入,关于某些质量较大的恒星,黑洞会选择细嚼慢咽。 炙热的恒星在被吞噬的过程中,名义的物质会构成吸积气体流,这些气体流环绕在黑洞的身边,与其一同运动。这就是我们常说的吸积盘,而我们看到的黑洞照片外环的“红色”也是吸积盘。 黑洞的结构表示图,吸积盘常常被描画为红色 那么,吸积盘为什么是红色的?难道一切被吞噬的恒星都是红色的吗? 吸积盘的红色与恒星的颜色并无关系,而是由于研讨团队选择了运用红色,来呈现出捕获的光线。简单来说,EHT运用望远镜中止观测的时分,是运用1.3mm的波长作为观测波长的,而观测到的亚毫米波自身就不在可见光范围之内,所以为了将黑洞的吸积盘呈现出来,需求后期为其配色。 毫无疑问,人们选择了红色,不外假如大家想改成别的颜色也是能够的,只是这个处置过程还是比较省事的,常常需求依托超级计算机。 人们依托超级计算机处置出了黑洞的照片 说完了黑洞为什么是红色的,我们再来看看为什么大家都说爱因斯坦又对了。 爱因斯坦又对了? 爱因斯坦是世界上最巨大的科学家之一,而更凶猛的是,他固然曾经分开人世已久,留下的预言却一个接一个应验。早在广义相对论当中,爱因斯坦就表示宇宙中存在“黑洞”,并且对黑洞中止了某些描画。 爱因斯坦在相对论中预言了黑洞的存在 回想黑洞的“预言史”,你会发现,第一个预言黑洞的人并不是爱因斯坦。 早在1783年,那个经典力学统治物理学界的时期,地质学家米歇尔就率先提出了宇宙中存在“暗星”,后来拉普拉斯便将其写进了自己的书中。 米歇尔和拉普拉斯在经典力学时期就预言了黑洞 不外大多数人不时对黑洞的存在十分质疑,因而在被提出之后,也没得到太大的关注。直到爱因斯坦树立广义相对论,而物理学家史瓦西很快得出了史瓦西解,在强强分离之下,黑洞的样子才算是呈往常了人们眼中。 资料显现从广义相对论的角度来说,黑洞是终间的一个奇点,能够用时空弯曲的不同水平来粗略天文解“黑洞”。能够看成是当“引力塌缩”后,物体体积极小、质量密度极大时的极限情形。 爱因斯坦在广义相对论中是如何预言黑洞的? 很显然,黑洞被考证存在,以至直接被拍到了照片,这些现象都阐明,爱因斯坦的确又对了。不只如此,加州大学伯克利分校的天文学家还以为,银河系中心的黑洞还检验了爱因斯坦的理论,证明了其理论中的预测。 加州大学伯克利分校的德里亚·盖兹和杰西卡·卢,针对银河系中心黑洞左近的一颗恒星中止了追踪。这颗恒星在绕黑洞轨道超齿运转,过程中它扭曲了时间和空间的几何外形,且愈加靠近黑洞,其光就会发作引力红移,这种引力红移无疑契合广义相对论的预言。 杰西卡·卢表示,“丈量超大质量黑洞周围的引力红移,实践上是检验广义相对论的新时期的开端。” 科学家发现了黑洞左近恒星的引力红移现象 总之,爱因斯坦为这个世界留下了太多的“预言”,而随着预言被接连考证,人们就愈加信服这位巨大的科学家。 值得一提的是,不论是给黑洞洗照片,还是对黑洞左近的恒星中止追踪,实践上都要靠其背地的“超算”,若是没有它的辅佐,我们想揭开黑洞谜题的冰山一角都显得十分艰难。 超算助力黑洞揭秘 超算指的其实就是超级计算机,我们上文中所提到的第一张黑洞照片,就是研讨小组依托它“洗”出来的。至于那个红色的圈,也是经过计算机中止处置的。 黑洞的观测到成像,都经过了超级计算机的助力 由于超级计算机具有超强的运算才干,所以人们通常会用它来模仿一些宇宙中的“事情”,好比说黑洞吞噬恒星的过程,就能够用超算树立出一个模型。 除此之外,普林斯顿大学的研讨员巴尔特·里珀达,还与自己的研讨小组,应用超算的集群,使其生成了一个黑洞视界之外的图像,向人们展示为什么黑洞会忽然发出耀眼的光辉。 人们依托超级计算机树立黑洞模型,生成了黑洞视界之外的图像 得益于超级计算机的强大,往常我们固然无法穿过漫长的光年距离,直接目睹黑洞身边发作的一些变更,但是却能将其经过某些算法在电脑上“展示”出来。 固然从理论上来说,这些模型和图像,我们这些外行人肯定看不明白,但是只需研讨者能够经过模仿,找到更多关于黑洞的信息,那么未来总有一天,我们能够破译黑洞身上更多的秘密。 未来我们会依托超级计算机解开更多关于黑洞的秘密 就让我们一同等候着,超算能够带给人类更多的惊喜吧! |