日前,美國和歐洲的天文學(xué)家宣布,他們首次探測到了一個(gè)中等質(zhì)量的黑洞。這項(xiàng)由超過1500名研究人員參與的引力波探測研究顯示,約70億年前,質(zhì)量分別為太陽的66倍和85倍的兩個(gè)黑洞,在發(fā)生激烈碰撞后,形成了一個(gè)新的中等質(zhì)量黑洞。這也是人類迄今探測到的首個(gè)中等質(zhì)量黑洞。
中等質(zhì)量黑洞介于恒星級黑洞和超大質(zhì)量黑洞之間,質(zhì)量為太陽的100到1000倍。此次探測到的中等質(zhì)量黑洞其質(zhì)量是太陽的142倍。
研究黑洞,有助于人類了解宇宙的演變,并最終了解人類自身的起源。因此,這項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn),無疑也再次激發(fā)了人們對于黑洞,這個(gè)宇宙中最神秘天體的強(qiáng)烈好奇。
黑洞:吞噬一切 只要你靠近
說到黑洞,很多人會第一時(shí)間想起電影《星際穿越》。為了拯救人類,男主角義無反顧沖入那一團(tuán)漆黑,最終掉落至接近奇點(diǎn)的五維空間,實(shí)現(xiàn)時(shí)空旅行。
既神秘又遙遠(yuǎn),卻很可能保有人類起源秘密的黑洞究竟是什么?
如果整個(gè)宇宙運(yùn)行是一場升級打怪的游戲,那么黑洞就是場內(nèi)目前已知的最強(qiáng)BOSS,其他玩家一旦靠近,立刻會被它無情吞噬,就連光都無法逃脫。
黑洞這個(gè)開掛的超能力是如何練就的?
研究顯示,當(dāng)一顆恒星持續(xù)衰老,核聚變反應(yīng)的燃料和能量耗盡,再也無法支撐其外殼的巨大重量時(shí),恒星就會向內(nèi)部,自身的中心點(diǎn)快速無限坍塌,并形成一個(gè)強(qiáng)大的黑暗旋渦,扭曲周圍時(shí)空,直到最后形成體積接近無限小、密度卻幾乎無限大的星體——黑洞,而這個(gè)中心點(diǎn)就叫做奇點(diǎn)。
拿我們居住的地球來說,如果變成黑洞,那么直徑12700多公里的地球,會把自己壓縮成一分錢硬幣大小。
八地望遠(yuǎn)鏡聯(lián)手拍攝 黑洞照片也“美顏”
眾所周知,黑洞連光都能吞噬,那么這張照片又是如何拍攝的呢?
人類首張黑洞照片,是由分布在全球八個(gè)地方的亞毫米波、毫米波望遠(yuǎn)鏡,共同組成一個(gè)口徑達(dá)一萬零五百公里、幾乎接近于地球直徑的虛擬望遠(yuǎn)鏡,通過觀測M87黑洞的吸積盤輻射出的電磁波信號,拍攝完成的。而且這還是一張美顏照片,科學(xué)家為照片中的黑洞涂上了象征希望與溫暖的橙色。
中國科協(xié)“源新聞”專家?guī)斐蓡T 國家天文臺研究員 國科大天文學(xué)教授 茍利軍:黑洞是全黑的,通常意義下很難直接看到黑洞本身,我們需要有一些間接的方式,到目前為止,幾乎大多數(shù)(都是使用)電磁波的這種探測方式。
在這個(gè)雙星系統(tǒng)里,黑洞正在吞噬身旁的恒星,被撕裂恒星的氣體在被吞噬前,會在旋渦外圍加速旋轉(zhuǎn),形成一個(gè)環(huán)狀圓盤,這就是吸積盤。而當(dāng)黑暗旋渦吸入氣體過多時(shí),還沒有被吸積的氣體會順著吸積盤的上下兩軸被高速拋射出去,形成“宇宙火柱”,這就是噴流。
黑洞的吸積盤和噴流不斷向宇宙空間輻射各類電磁波,而這類電磁波被地球的望遠(yuǎn)鏡捕獲到,人類也就間接描繪出了黑洞的輪廓。
黑洞照片拍攝者:明年或發(fā)銀河系黑洞照片
事實(shí)上,當(dāng)年和M87星系黑洞一同被拍下來的,還有銀河系中的超大質(zhì)量黑洞,其質(zhì)量約是太陽的430萬倍,距離地球3400光年。這也是離地球最近的超大質(zhì)量黑洞。我們什么時(shí)候才能一睹它的真容呢?
在上海剛剛結(jié)束的第三屆世界頂尖科學(xué)家論壇上,事件視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目,也就是黑洞拍攝項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人,謝普德·多爾曼給出了答案。
中國科協(xié)“源新聞”專家?guī)斐蓡T 世界頂尖科學(xué)家協(xié)會成員 事件視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 謝普德·多爾曼:我想對我們的領(lǐng)域來說,關(guān)于宇宙中心黑洞照片我們已經(jīng)在進(jìn)展中,最快可以在明年發(fā)布最初結(jié)果。當(dāng)然困難也是很大的,我們在2017年觀察到M87星系的黑洞,拍到的黑洞照片基本上是不動的,但是銀河中心的黑洞是動態(tài)的,在一個(gè)晚上的時(shí)間可以看到很多圍繞著黑洞軌道的光。
謝普德·多爾曼同時(shí)表示,他們并不滿足于只是拍攝黑洞照片,未來將力爭能夠讓人們看到黑洞的視頻。
中國科協(xié)“源新聞”專家?guī)斐蓡T 世界頂尖科學(xué)家協(xié)會成員 事件視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 謝普德·多爾曼:我們未來的方向是打造影像,把我們看到的(黑洞)像電影一樣播放出來,這是我們接下來十年要努力的方向。
銀河系黑洞作為離我們最近的超大質(zhì)量黑洞,太陽系,甚至地球會在未來與這個(gè)宇宙大BOSS狹路相逢嗎?
中國科協(xié)“源新聞”專家?guī)斐蓡T 國家天文臺研究員 國科大天文學(xué)教授 茍利軍:至少從目前來看是不太可能的,因?yàn)榫嚯x我們最近的黑洞,按照現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的,大約是距離我們3400光年。也就意味著,如果光要走3400年才能夠抵達(dá)(地球),在非常遙遠(yuǎn)的距離之上,黑洞對太陽系其實(shí)沒有太大的影響。
穿越黑洞 能否全身而退?
萬一有朝一日地球與黑洞短兵相接,結(jié)果又將如何?我們能像電影《星際穿越》男主角庫珀那樣全身而退嗎?
中國科協(xié)“源新聞”專家?guī)斐蓡T 世界頂尖科學(xué)家協(xié)會成員 諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主 基普·索恩:無論如何,我們都可以使用自己的想象力去暢想未來會發(fā)生什么事情。如果是一個(gè)理想化的黑洞,可以來來回回在黑洞中(穿梭)很多次。但在現(xiàn)實(shí)情況中,根據(jù)對奇點(diǎn)計(jì)算的了解,你是永遠(yuǎn)沒有辦法到達(dá)其他區(qū)域的,你只能到達(dá)奇點(diǎn)。
中國科協(xié)“源新聞”專家?guī)斐蓡T 世界頂尖科學(xué)家協(xié)會成員 事件視界望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 謝普德·多爾曼:我們也很樂意去研究這個(gè)光環(huán)的里面會是什么樣,我認(rèn)為它類似于一個(gè)“單程票”,這有點(diǎn)類似于哲學(xué)問題,你只知道現(xiàn)在,并不知道未來。
關(guān)鍵詞: 黑洞
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