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一文读懂:首张黑洞照片怎么拍的?
时间:2020-10-26 来源:万人炸金花官网「安全购彩」 浏览量 70880 次

万人炸金花购彩|人民日报报道,大量天文观测数据证实了在广阔的宇宙中,无数黑洞神秘地隐藏在各银河中。 但是,人类不需要“看到”黑洞,不知道它的现实。 为了看到黑洞的真相,2017年4月5日至14日期间,来自世界30多个研究所的科学家们制定了雄心勃勃的大观测计划。

他们期望由在世界上不同地区产生的八个电波望远镜阵列构成虚拟世界望远镜网络,捕获黑洞图像。 最后,科学家们顺利地拍摄了黑洞的第一张“照片”。 北京时间2019年4月10日21点,这张照片在美国华盛顿、中国上海和台北、智利圣地亚哥、比利时布鲁塞尔、丹麦灵比和日本东京6个地方同时发表。

传说中的黑洞又暴露了神秘的面纱。 人类历史上第一张黑洞照片是怎么拍的,记者会为你暴露整个过程。 在理解黑洞理论方面,黑洞是爱因斯坦广义相对论不存在成就的天体。 因为具备被称为黑洞半径或事件视界的强大引力,光也无法脱离其势力范围。

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那么,黑洞是怎么构成的呢? 就像宇宙万物一样,恒星也不会凋亡而死。 一些质量较大的恒星在核聚变万人炸金花官网反应燃料被消耗时,核没有急剧衰变,所有物质慢慢向一个点衰变,最后衰变成大豆大小的奇点,并构成强大的力场漩涡,使周围的时空变形,形成黑洞。 在宇宙中,质量天文学家们将宇宙中的黑洞分为恒星级质量黑洞(几十倍~100倍的太阳质量)、超大质量黑洞(几百万倍的太阳质量以上)、中质量黑洞(两者之间)三种。 根据理论,银河系中应该不存在数千万恒星级黑洞。

但是,由于黑洞本身不会变空和光的电磁波,机器和肉眼都没有必要观测它。 既然不能“看”,为什么说不存在呢? 天文学家们主要通过各种间接的证据。 中国科学院上海天文台研究员沈志强说:“主要有三种代表性的证据。

一是恒星和气体的运动揭示黑洞的痕迹。 黑洞有很强的引力,不会影响周围的恒星和气体,因此通过观测这种影响可以证明黑洞的存在。 二是根据黑洞的白矮星物质,也就是什么都不吃时接收到的光来判别黑洞的存在。

三是通过看到黑洞茁壮成长的过程“看到”黑洞。 ”。

迄今为止,通过间接观测,科学家们在银河系中发现了20多个恒星级质量黑洞并进行了实证,但有可能有数千万个恒星级黑洞候选。 沈志强说:“宇宙所有星系的中心都有超大质量的黑洞。 我们住的银河系中心有一个。 其质量大约是太阳质量的400万倍以上。

除此之外,银河系里还有很多恒星级黑洞。 ”。 这些神秘的黑洞与宇宙的诞生和进化有什么关系? 和银河有什么关系? 那又和我们人类有什么关系,不会影响我们的生活吗? ……为了更正确明确地回答这些问题,科学家们需要“看到”黑洞。

“照相机”的广义相对论即将实现,黑洞本身不会闪烁,但由于不存在黑洞,周围的时空倾斜,气体更加失踪。 在气体进入黑洞的过程中,重力会转换成光和热,所以气体会冷却到几十亿度。 黑洞仿佛沉浸在闪烁的气体般的黑暗区域中,事件的视野看起来像影子,影子周围围绕着白矮星和射流电磁辐射产生的新月状光环。

爱因斯坦的广义相对论预测了这种“阴影”的存在、其大小和形状。 科学家们希望这次有必要捕捉这个黑洞的“影子”的图像。 中国科学院上海天文台的路如森研究员说:“黑洞影子的光学可以得到黑洞不存在的必要“视觉”的证据。

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路如森先生说:“必须充分确保望远镜的灵敏度,充分缩小能够识别的细节,使之看得见。” 但是,为了满足上述所有条件,望远镜的口径必须像地球的大小。 但是,现在地球上为数不多的单一望远镜只有口径之后的500米。

那我该怎么办? 聪明的天文学家们想起了好方法——进行了坚强的联合。 要把地球上的几个望远镜“人组”放在一起,就需要构成口径像地球大小一样的“虚拟世界”望远镜。 其超过的灵敏度和分辨率是前所未有的。

因此,世界上最多有200名科学家达成了“事件视界望远镜”(EHT )的根本国际合作计划,要求利用非常广泛的基线介入测量技术。 沈志强说:“利用位于不同地方的多个望远镜,正好展开牵引观测,最后在相关分析数据后进行分割的技术,在电波频带中已经到了非常成熟期。

” 最后,科学家们从世界各地指定了南极望远镜等8个亚毫米波电波望远镜。 路如森说:“夏威夷的JCMT和南极望远镜等,大多是单一的望远镜。 还有望远镜阵列。

例如,ALMA望远镜包含在70多个小望远镜中。 》指定目标是在重建大型虚拟世界望远镜的同时,科学家们也在寻找合适的拍摄目标。

黑洞的轮廓和周围环绕的新月般的光环非常小。 在照片设备的能力有限的情况下,为了拍摄黑洞照片,必须以寻找看起来角的直径足够大的黑洞为目标。 科学家们选择了一圈后,要求以相邻的两个黑洞为主要目标:一个是位于人马座方向的银河系的中心黑洞SgrA*,另一个是位于电波银河M87的中心黑洞M87*。 沈志强说:“黑洞事件的视野大小与其质量成比例,这意味着著质量越大事件视野越大。

我们指定的这两个黑洞的质量都非常大,那些事件视野在地球上看起来也仅次于此,可以说是现在拟合的光学候补体。 ”尽管如此,自由选择的两个黑洞已经是拟合光学候补,但为了清晰其照片,玩耍性极大。 SgrA*黑洞的质量约等于400万个太阳,对应的视界面尺寸约为2400万公里,等于17个太阳的大小。

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但是,地球和SgrA*相距2万5千光年(约24亿公里)。 沈志强说:“这意味着著。 那个大的视觉界面对我们来说明显像针尖那么小,就像我们的车站在地球上看到放在月球表面的橙子一样。 ”。

M87中心黑洞的质量超过了60亿个太阳的质量更大。 M87的中心黑洞和地球的距离比SgrA*和地球的距离近,但质量大,因此其事件视野对科学家们来说可能和SgrA*差不多大,更大。 调试照相机想看到两个黑洞事件的视野细节,但事件视野望远镜的空间分辨率必须超过足够低。 有多低? 路如森说:“比哈勃望远镜的分辨率高1000倍以上。

” 但是,不要认为如果虚拟世界望远镜阵列的分辨率足够低,就能顺利提供黑洞照片。 实际情况没那么简单! 就像看电视节目需要选择频道一样,对黑洞光学来说在适当的频带展开观测很重要。 根据迄今为止的一系列研究,观测黑洞事件视野“阴影”的最佳频带约为1毫米。 路如森先生说:“因为在这个频带气体的电磁辐射最暗,而且辐射电波也不会被遮挡,可以从银河系的中心传播到地球。

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” 在这种情况下,望远镜的分辨率不是各个望远镜口径的大小,而是各自不同的望远镜之间的距离。 为了减少空间分辨率,更容易看到细微的领域,科学家们减少了这次开展观测的望远镜阵列中位于智利和南极的望远镜。 沈志强说:“这样设置是为了让所有8个望远镜都能看到这两个黑洞,超过了最低的灵敏度和下一个空间分辨率。” 每月从北到西班牙,从南到南极拍摄8个望远镜,在指定的目标上撒大网,取回大量的数据,为我们描绘出有黑洞的样子。

离开科学家们的观测窗边是10分钟,每年只有约10天。 2017年,从4月5日到4月14日之间。

在观测时间允许的情况下,摄影对天气条件的拒绝也很严格。 “大气中的水对这个观测频带的影响很大,所以水会影响放射电波的强度,这意味着著降水不会阻碍观测。 ”沈台说:“为了用接口望远镜成功观测,所有望远镜所在地的天气都需要足够好。

” 根据拒绝,计划自由选择的8个望远镜海拔高,降雨量少,晴天的概率非常低。 另外,为了光学上平滑,所有望远镜都必须拒绝在时间上几乎实时。 北京时间2017年4月4日,事件视界望远镜开始拍摄,将视线对准宇宙。 最后的观测于美国东部时间4月11日结束。

观测期间,各电波望远镜收集并记录来自目标黑洞附近的电波信号,将这些数据构筑为获取事件视野的图像。 沈志强说:“为了保证信号的稳定性,事件视面望远镜利用原子钟保证望远镜收集和记录信号在时间上是实时的。” 洗照片去黑洞拍照不容易,“洗照片”需要时间。

电波望远镜不需要“看到”黑洞,但要大量收集有关黑洞的数据,用数据向科学家们叙述黑洞存在的情况。 观测结束后,各网站收集的数据将汇集到两个数据中心(位于美国麻省理工大学和德国波恩的马普电波所)。 因此,超级计算机通过音频硬盘记录的数据,补偿电波到达不同望远镜的时间差后,构建所有数据,展开校准分析,生成有关黑洞的高分辨率影像,然后【万人炸金花购彩】。

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