虎鲸

黑洞现身如果爱因斯坦和霍金给你留了道


嘿,终于见到你

图片来源见水印

年4月10日星期三

我们一起见证了历史

人类历史上拍到的首张黑洞照片终于出炉

中国上海和台北

比利时布鲁塞尔

智利圣地亚哥

日本东京

美国华盛顿

全球六地同时对外发布

这张历史性的照片

这个天文级的瓜应该怎么吃

小编带你梳理一下知识点

编辑

之南

图片来自网络,侵删

啥是黑洞?

黑洞是爱因斯坦广义相对论预言的一种天体。

英文名blackholes

黑洞的引力是如此之强,以至于连光也无法逃脱其势力范围。这个是势力范围就是我们通常所说的黑洞“事件视界(eventhorizon)”。(路如森,中科院上海天文台研究员)

“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。《科学探索》

图片来自网络,侵删

在哪?

黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球万光年,质量约为太阳的65亿倍。

为啥要拍?

首先一点是由于人们强大的好奇心。黑洞就在那里,我们想给黑洞拍一张照片,看看它到底长什么样子。同时,给黑洞拍照,可以提供黑洞存在直观的视觉证据。

第二点,通过拍照,科学家可以在强引力场下,验证爱因斯坦广义相对论,可以研究黑洞的吸积,以及相对论性喷流的产生。

怎样拍?

世界的科学家们用分布在4个大洲上的8个射电望远镜,组成了一个虚拟望远镜网络。

拍到这张黑洞“事件视界”照片的,正是年4月启动的EHT项目。

EHT通过“甚长基线干涉技术”(VLBI)和全球多个射电天文台的协作,构建一个口径等同于地球直径的“虚拟”望远镜——事件视界望远镜。

因为人类无法建造一台地球口径大小的望远镜,所以,科学家想的办法是把分布在全球多地的实体望远镜通过VLBI连在一起,就可以构建出一个分辨率堪比地球口径大小的“虚拟”望远镜,地面“实体”望远镜的距离非常重要,它们彼此相聚越远,最终成像的分辨率就越高。

图片来自网络,侵删

难点在哪?

黑洞太小太小,小到大概相当于一个橘子放在月亮上,我们在地球所看到的大小,通常的仪器是无法实现这样高的分辨率大小。

对黑洞成像而言,成像的分辨率相当于能在黑龙江漠河阅读南沙群岛上的一张报纸。

中科院上海天文台研究员路如森如是说。

图篇来源见水印

这种天文级的事件

极可能载入史册

写进高考试卷

怎么考?怎么破?

北京新东方优能一对一部

高中物理金簰教师桑泽桃老师

教你三招轻松摆平

下面,宝典来啦!

大佬讲题做好笔记

测量黑洞的质量

黑洞不是洞,而是一个质量超大密度极大的天体,以至于光都无法逃脱。那么如何测量计算黑洞的质量呢?

可利用牛顿万有引力定律计算黑洞的质量。黑洞看不见,但是绕黑洞圆周运动的天体可以观察,若一天体绕一黑洞做圆周运动,测得天体的轨道半径为r,周期为T,黑洞质量为M,天体质量为m,由万有引力提供向心力,可求得黑洞质量。

核聚变反应方程式

黑洞的一种形成方式是超大质量恒星死亡后的一种产物,在恒星死亡之前,恒星内部发生核聚变反应足以抵抗内部强大的万有引力,当燃料耗尽,恒星在引力作用下继续坍塌形成黑洞。

那么核聚变反应方程是什么?产生的能量如何求解?湮灭反应怎么回事?

黑洞的半径

黑洞是爱因斯坦广义相对论的一个解,详细求解需要用到广义相对论,但是利用牛顿的经典力些也可求解,有以下两种半径的定义方式:

同学,我劝你记住

图片来源见水印

分享一段话给文科生。

荷兰奈梅亨大学教授海诺·法尔克在照片发布之后接受采访时说道:

我们需要很多人、很多望远镜一起合作,我们一共记录了万亿字节的数据,动用了超级计算机,在地面每个实体望远镜上安装了冷原子钟等,这一系列工作都需要大量科学家的通力协作。

有时候你可以自己独立完成一项科学实验,你可以依靠自己闪出一丝科学“灵光”,并以小团队的形式去实现它。但对于这样一个大科学计划,真的需要全人类的共同努力,否则我们永远都无法一睹黑洞真容。

这也正是不同文化、不同科研机构、不同国家和大洲的人共同合作的契机。虽然合作并不总是那么简单容易,但当你由“人类解开黑洞谜题”的共同梦想所驱动,一切都变为可能,这也正是科学的巨大魅力之所在。宇宙属于地球上的每一个人。

—教师简介—

桑泽桃

北京新东方优能一对一部

高中物理组金簰教师

毕业于浙江大学

十余年教龄

累计授课+小时

教学特色

独创五位教学法:始于审题、敬于方法、合于计算、久于习惯、终于思想

获奖情况

第五届北京市民办教育优秀教师奖

物理奥赛一等奖

百余年来

人类探寻黑洞奥秘的脚步从未停歇。

它,“吞噬”一切

连光也无法逃脱

它,体积小、质量大

可以弯曲周围的时空。

它的“前世今生”带着重重谜团

让人好奇无比。

爱因斯坦说

科学是永无止境的,它是一个永恒之谜。

图片来自网络,侵删

致敬

阿尔伯特·爱因斯坦AlbertEinstein

史蒂芬·威廉·霍金StephenWilliamHawking

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作者

桑泽桃

排版

之南

编辑

之南

背景知识来自网络

图片来自网络,侵删

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长按







































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