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就在这里:黑洞的第一个特写镜头

2019-4-10@艾米 0 评论

黑洞的第一个特写镜头

你正在寻找一个全新的,有史以来第一张黑洞特写镜头。这张位于处女座星系中心的黑洞M87的图像,是国际上对奇点进行为期两年的放大研究的结果。它揭示了:第一次,黑洞的事件视界的轮廓,没有光或物质逃逸的点。

M87距离我们5300万光年远,深处是一个遥远星系的中心,被尘埃、气体和其他物质所包围,因此没有任何可见光望远镜能透过所有的那些垃圾看到黑洞。它不是最近的黑洞,甚至不是最近的超大质量黑洞。但它是如此巨大,以至于它是地球天空中出现的最大的两个之一。(另一个是银河系中心的射手座A *。)为了制作这个图像,天文学家将全世界的射电望远镜联网,将M87放大到前所未有的分辨率。他们将组合网络称为事件地平线望远镜(Event Horizon Telescope)。

这个名称是合适的,因为这个图像不是黑洞本身。黑洞不发射任何辐射,或者至少远不足以使用现有的望远镜探测到。但是在它们的边缘,就在奇点的引力变得过于强烈以至于光线无法逃逸之前,黑洞会将物质加速到极速。这件事,就在坠落到地平线之前,高速摩擦自己,产生能量和发光。事件地平线望远镜检测到的无线电波是该过程的一部分。

真实黑洞靓照

哈佛天体物理学家和事件地平线望远镜主任Sheperd Doeleman说“这个图像现在形成了超大质量黑洞和明亮星系之间的明确联系。”

Doeleman说,它证实了像处女座A(和银河系)这样的大星系是由超大质量的黑洞连接在一起的。

天文学家知道黑洞被发光的物质所包围。但是这张图片仍然回答了关于黑洞以及宇宙结构的关键问题。我们现在肯定地知道,即使在黑洞的边缘,爱因斯坦的相对论仍然存在,一些研究人员怀疑它会破裂。图像中可见事件视界的形状是一个圆,正如相对论所预测的那样,因此它证实了即使在宇宙中最极端的环境之一,相对论仍然存在。

这对物理学来说是好消息和坏消息。这是个好消息,因为这意味着研究人员不必重写他们的教科书。但是它留下了一个未解决的关键问题:广义相对论(它控制着非常大的东西,如恒星和引力)直到黑洞的边缘。量子力学(描述非常小的东西)在几个关键方面与广义相对论不相容。但是这张图片中没有任何内容可以回答有关两者如何相交的任何问题;如果广义相对论在这个极端的地方被打破,科学家可能会找到一些统一的答案。

数据可能会继续从望远镜网络进入,望远镜网络也观察到银河系中心更近(但更小)的超大质量黑洞。科学家将继续了解事件地平线望远镜已收集的数据。但就目前而言,只是欣赏一个完全不可知的空间区域的第一眼。

本文由米粮仓 艾米 编辑,未经授权,不得转载使用上述作品盈利;个人转载,需标明原文作者及出处。

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