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66661月前
一过程在2019年被事件世界望远镜精彩的捕捉到。当时它拍摄到M87星系中,超大质量黑洞周围的吸积盘揭示了一个质量为65亿倍大阳质量的黑洞,那阴森的阴影。这些超大质量黑洞的形成是激烈研究和猜测的主题,与科幻故事中的真空吸尘器不同。真正的黑洞是通过引力吸引物质而不是主动吸食。 这种引力在近距离时异常强大,但在远距离时,其作用就像任何其他质量相似的物体的引力一样。根据一种理论最古老的超大质量黑洞,几乎是在包含数百万颗恒星质量的大质量气体,云引力坍缩时立即形成的。这种直接坍缩模型表明,这样的黑洞可能在短短1.5亿年内就形成了。这在宇宙的时间尺度上只是一瞬间。 根据另一种假设,在大爆炸的极端条件下,诞生的元雏黑洞成为了后续黑洞成长的种子。通过研究这些巨大的天体,我们可以深入了解塑造星系的基本过程,进而了解整个宇宙。 但是当两个星系碰撞时会发生什么?这不仅仅是一场戏剧性的宇宙。事件更是一个改变宇宙结构的。过程在这些星系碰撞的中心,同样是超大质量黑洞它们的相互作用产生了一些已知的最剧烈的现象当星系相互靠近时,它们中心的超大质量黑洞开始产生引力相互作,用逐渐螺旋靠近,最终不可避免的合并。这个过程并非悄无声音,它带动了大量的周围气体和尘埃形成了一个充满动态的环境为各种非凡现象的出现。创造了条件物理学家对这些巨大的合并过程进行了模拟发现当黑洞相互螺旋靠近视,它们可以产生极其强大的电磁辐射喷流这些喷流,沿着旋转轴方面进行了直接轰炸,而出比通常在孤立黑洞周围观测到的喷流要强大得多在洞完全合并之前,这场宇宙表示就已经开始了。 这一过程在2019年被世界望远镜精彩的捕捉到。
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2019年,这是人类首次直接捕捉到5500万光年外M87星系中心黑洞的影像。人类首次拍到了黑洞的照片——那个位于M87星系中心、质量相当于65亿个太阳的宇宙巨兽。这张照片不仅用它的存在印证了爱因斯坦的广义相对论,也让普通人第一次直观地看到了宇宙中最神秘的天体之一 黑洞本身不发光,黑洞照片是怎么拍出来的? 1. 要拍摄本不发光的天体,科学家创造性地锁定三个特征: - 吸积盘光晕:被黑洞引力加速至近光速的等离子体,在事件视界外辐射出强烈的毫米波; - 光子球层:光线在黑洞周围弯曲形成的发光环,直径约为视界的2.6倍; - 多普勒效应:旋转吸积盘产生的明暗不对称,成为判断黑洞自转的关键。 为此,人类建造了史上最特殊的"相机"——事件视界望远镜(EHT)。这个由全球8台射电望远镜组成的阵列,等效口径达到地球直径,其分辨率足以在纽约看清巴黎埃菲尔铁塔上的一枚硬币,或是从地球观测月球表面跳动的火焰。 2. 毫米波拼图:甚长基线干涉测量VLBI技术的三个点: - 极端选址:智利阿塔卡马沙漠(大气含水量<1%)、南极冰穹A(-80℃)等站点,构成捕捉1.3毫米波的理想前哨; - 数据风暴:每次观测产生5PB数据,相当于把整个人类文明的所有书籍抄写200遍; - 硬盘迁徙:2017年4月观测的1024块硬盘,历经20次航班运输,耗时半年才完成数据集结。 3. 从量子噪声中打捞宇宙信号,数据处理犹如在撒哈拉沙漠中寻找特定沙粒: - 地球自转妙用:利用24小时基线方向变化,合成相当于连续拍摄10天的超长曝光; - 算法战争:四个独立团队用不同方法重建图像,最终在德国马普所进行"盲比"验证; - 噪音过滤:开发新型卡尔曼滤波器,将信号从比目标强百万倍的噪声中剥离。 原子钟:在这场宇宙观测中,看似普通的“计时”问题,实则是决定成败的核心技术壁垒。 1. 在230GHz高频观测中: 射电波以光速传播,1ns的时间误差意味着30cm的空间错位。要实现VLBI技术,各站点的时间同步需达到: 绝对同步:全球望远镜的时钟偏差小于1ns(十亿分之一秒)...... #时钟同步 #同步时钟 #原子钟 #黑洞 #探索宇宙
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