黑洞是怎么形成的?

就像宇宙万物一样,恒星也衰老死亡 。一些大质量的恒星在没有核聚变反应的燃料时,核会急剧衰变,所有物质都会迅速向一个点衰变,最终变成大豆大小的奇点,形成强大的力场漩涡,扭曲周围时空,形成黑洞 。

黑洞是怎么形成的?

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天文观测数据显示,广袤的宇宙中有无数黑洞神秘地隐藏在各银河中 。
但是,人类从来没有直接“看到”黑洞,不知道它的真实样子 。
为了看到黑洞的真实面貌,2017年4月5日至14日,来自世界30多个研究所的科学家们启动了雄心勃勃的巨大观测计划 。他们希望将分布在世界不同地区的8个射电望远镜阵列组成一个虚拟望远镜网络,捕获黑洞图像 。
最终,科学家们成功拍摄了黑洞的第一张“照片” 。
北京时间2019年4月10日21时,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、丹麦林比和日本东京六地同时发布 。传说中的黑洞终于揭开了神秘的面纱 。
人类历史上第一张黑洞的照片是如何拍摄的,采访人员会为你揭露整个过程 。
我知道黑洞
理论上,黑洞是爱因斯坦的广义相对论预言存在的天体 。由于拥有超强的重力,光也逃不出其势力范围 。这个势力范围称为黑洞的半径或事件视界 。
黑洞是怎么形成的?

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那么黑洞是怎么形成的呢?
就像宇宙万物一样,恒星也衰老死亡 。一些大质量的恒星在没有核聚变反应的燃料时,核会急剧衰变,所有物质都会迅速向一个点衰变,最终变成大豆大小的奇点,形成强大的力场漩涡,扭曲周围时空,形成黑洞 。
在宇宙中,根据质量天文学家的不同,宇宙的黑洞分为恒星级质量黑洞(几十倍—几百倍的太阳质量)、超大质量黑洞(几百万倍的太阳质量以上)、中质量黑洞)三种 。
根据理论估计,银河中应该有上千万个恒星级黑洞 。但是黑洞本身不会发射和反射电磁波,所以仪器和肉眼都无法直接观测 。
既然不能“看”,怎么能知道它的存在? 天文学家们主要通过各种间接证据 。
中国科学院上海天文台研究员沈志强表示:“主要有三种代表性的证据 。一是恒星和气体的运动泄露了黑洞的痕迹 。黑洞有很强的重力,会影响周围的恒星和气体,所以通过观测其影响可以确认黑洞的存在 。二是根据黑洞的沉积物质,也就是吃东西时发出的光来判断黑洞的存在 。三是通过看到黑洞生长的过程来看到黑洞 。”
迄今为止,科学家通过间接观测,在银河中发现并确认了20多个恒星级质量黑洞,但可能有上千万个恒星级黑洞候选人 。
沈志强说:“宇宙各银河的中心有超大质量的黑洞 。我们居住的银河中心有一个,其质量约是太阳质量的400万倍以上 。除此之外,银河中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? 它和银河之间有什么关系? 那和我们人类有什么关系,不影响我们的生活吗?
为了更准确、更明确地解决这些问题,科学家们想直接“看到”黑洞 。
黑洞是怎么形成的?

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准备照相机
该广义相对论预言,黑洞本身不发光,但黑洞的存在会导致周围时空弯曲,气体被吸引落下 。在气体落入黑洞的过程中,重力会转化为光和热,因此气体被加热到几十亿度 。黑洞就像沉浸在发光气体般明亮的区域,事件的视野看起来像影子,影子周围包围着吸收和喷流辐射引起的新月般的光环 。
爱因斯坦的广义相对论预测了这个“影子”的存在,及其大小和形状 。
科学家们这次期待着直接捕捉这个黑洞“影子”的图像 。
中国科学院上海天文台研究员路如森说:“黑洞阴影的成像可以提供黑洞存在的直接‘视觉’证据 。”
路如森说:“这要保证望远镜足够灵敏,能分辨的细节足够小,能看得清楚 。”
但要满足上述所有条件,望远镜的口径就必须像地球的大小一样 。
但是现在地球上每个望远镜的最大口径只有500米 。
我该怎么办?
聪明的天文学家想出了一个好办法,把地球上现有的望远镜“组合”起来,就可以制造出口径像地球一样的“虚拟”望远镜,其灵敏度和分辨率是前所未有的 。
因此,全球200多位科学家达成了名为“事件视界望远镜”(EHT)的重大国际合作计划,决定利用非常长的基线干涉测量技术 。


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