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霍金从未见过的黑洞照片问世,女儿露西这样


我们是有史以来第一批看见黑洞的人类

百年前的年,爱丁顿在西非观察测到了日全食,从而验证了关于黑洞的预言:质量确实可以让时空弯曲。

52年前的年,惠勒第一次给黑洞取了名字,指称一种只在理论上存在的,极端致密、令时空无限弯曲的天体。

年4月10日,经过长达1个世纪的不懈探索,人类历史上首张黑洞照片面世,而我们也成为了有史以来第一批看见黑洞的人类。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几地同时召开新闻发布会,同步发布黑洞照片。此次发布的黑洞照片是“事件视界望远镜(EventHorizonTelescope,简称EHT)”项目的重大成果。

(图片来自网络)

照片的公布是黑洞研究的里程碑式成果

曾经的小小少年,如今也已白发苍苍,对黑洞的研究依然道阻且长,但此次黑洞照片的发布,无疑是黑洞研究的一个里程碑式成果。

1.年3月的一份总结论文中,爱因斯坦在论文中提出了他的广义相对论,并吹响了人类的集体思想。爱因斯坦初步猜想黑洞是具有强引力的,此次拍照最主要的目的就是在强引力场下验证广义相对论,而观测结果也验证了广义相对论的正确性。

(图片来自网络)

2.有助于理解黑洞是如何“进食”的。“暗影”区域非常靠近黑洞吞噬物质形成的吸积盘的极内部区域,这里的信息尤为关键,综合之前观测获得的吸积盘更外侧的信息,就能更好地重构这个物理过程。

(图片来自网络)

3.有助于理解黑洞喷流的产生和方向。某些朝向黑洞下落的物质在被吞噬之前,会由于磁场的作用,沿着黑洞的转动方向被喷出去。以前收集的信息多是更大尺度上的,科学家没法知道在靠近喷流产生的源头处发生了什么。如果有了黑洞的照片,就能助天文学家一臂之力,不远的将来,人类或将知道黑洞喷流的源头背后究竟隐藏了何种秘密。

(哈勃空间望远镜拍摄的M87,图片版权:NASA)

霍金女儿露西第一时间回应小会关于黑洞的问题

在黑洞照片公布后,露西首次回应了小会关于黑洞照片的问题,大家赶紧来看看露西如何作答吧~

(霍金之女露西)

Q:能拍到黑洞是我们的科技在进步还是黑洞在日益扩张?

A:这是科学家们第一次看到了黑洞的样子!以前,像我父亲斯蒂芬·霍金这样的科学家,他的整个职业生涯都在研究黑洞,却没有机会在现实中真正观察到黑洞,所以我父亲所有关于黑洞的研究其实都是在理论上完成的。

科学家能够在M87星系捕获黑洞的图像主要是由于科技的进步。当跨国科学家能有效合作,当大量计算不再艰深,当所有人才能汇聚在一起,当大量精密的计划能有效实施,配合工作人员的耐心和一点点运气(观测也需要考虑到天气因素!),所有这些结合在一起,研究小组才有机会向我们展示这张令人震惊的黑洞图片。现在科学家们可以着手研究这张照片对黑洞理论产生的深远影响了!

Q:万一以后地球被吸到了黑洞中,那我们的地球还有救吗,还是我们会有方法解救地球呢?

A:我们知道黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体。视界望远镜拍摄到的黑洞被称为盛宴黑洞,为什么叫这个名字呢,因为黑洞会吃掉靠得太近的任何东西!但是那个超大质量的黑洞在……(再省略若干个0,总之非常遥远!)公里之外,所以对我们没有危险。

在我们银河系的中心有一个黑洞,叫做射手座a*,相对于盛宴黑洞离我们更近,但仍距离地球很远,也同样无法把地球吸入!但科学家们认为其实是黑洞把星系聚集在了一起,这有可能是星系形成的原因,或者说至少在其中扮演着重要的角色!

Q:这张照片会对未来的科学研究有什么帮助,是否会开启一个科学研究的新时代呢?

A:我认识的所有科学家们都被这张照片惊呆了,就仿佛真的可以亲眼看见整个黑洞,但是否能开启新时代现在妄下定论还为时过早。肯定的是科学家们在研究中发现黑洞是完美的圆形,而不是椭圆形或任何其他形状,这证实了爱因斯坦在广义相对论中的预言。这对物理学家来说非常重要!之后随着照片的公布后续肯定会有更多的科学发现问世!霍金辐射被发现也是很有可能的!不过未来的事,又有谁可以真正预测的到呢~最后我真希望我的父亲斯蒂芬·霍金此时此刻还活着——他或许会完全被自己的理论所折服。

在不久前的腾讯青少年科学小会上,露西现身小会与青少年面对面,解答了众多关于黑洞的问题。

Q:我们是否可以从引力波的层面派遣一些机器进到黑洞中去,通过引力波和外面交流呢?

A:人类是不能够通过引力波和黑洞里面的东西交流,引力波是黑洞之外产生的,黑洞里面的东西出不来,外面的东西进不去,在黑洞中看到所有这种波都是非常弱的,包括霍金辐射,所以答案是否定的。

(最后我们来回顾下科学面对面上露西的精彩表现吧)

当我们睁开了好奇的双眼,答案还会远吗?

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