黑洞的内部到底是什么?人类看不见黑洞,是怎样拍摄到黑洞照片的? 众所周知,黑洞是引力极为强大的天体,不管是速度最快的光线还是巨大无比的恒星,只要靠近黑洞都会被毫不留情的吞噬掉。要知道我们眼睛能看见物体是因为物体的光反射射入眼睛里,再经过视网膜转换成信号,最终大脑才生成了我们所见的画面。然而黑洞自身不仅不会发光,反而还会把光线给吸进去,使光都无法从里面逃离出来,因此我们自然也就无法看见黑洞了。 但即便如此,天文学家为了窥探到黑洞的真实面貌,从二零一七年开始召集了全球八台射电望远镜组成一个虚拟地球大小的观测网,最终才捕捉到了这幅黑洞影像。这也是人类拍摄的首张黑洞照片,它位于m八七星系的中心,距离地球约五千三百万光年。由此可见,中间这块我们看不见的区域实则正是黑洞本身。 然后周围显眼的橙色光环是该黑洞吸食附近物体的时候所产生的吸积盘。没错,黑洞当时正享用着他的午餐,这里面的碎片和气体将会被不断的撕扯加热,产生了绚丽而耀眼的光芒。科学家们借助这一现象便可轻而易举的发现到甚至是拍摄到黑洞了。 那么新的问题来了,黑洞里面又会是什么?事实上关于黑洞内部的终极谜团直到至今仍然困扰着人类。根据广义相对论所描述,黑洞的中心是一个体积极小、密度极大的起点,所有落入的物体都将被彻底碾碎。要知道尽管是已知宇宙中速度最快的光,一旦进入到了黑洞同样是不可能逃出来的。在那里面时间和空间变得扭曲,所有已知的物理定律都有可能失效。 也可以想想看,就算我们成功进去黑洞里面一探究竟,那也是有去无回的,任何信息都将永远无法传输出来。所以就目前来说,进入黑洞之后到底会发生什么根本没有人知晓。
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黑洞是宇宙中最神秘的天体,就像无底洞,任何物质包括光,只要掉进去就再也出不来。 但你有没有想过,黑洞其实是人类了解宇宙的关键?因为它的存在验证了爱因斯坦广义相对论的正确性。2015年,人类第一次探测到黑洞碰撞产生的引力波,从那以后,黑洞不再是理论上的天体,而是我们可以通过电磁波和引力波直接观测到的存在。 今天,我们就通过黑洞碰撞的声音,一起感受它的神秘。 LIGO:捕捉时空涟漪的耳朵 说到黑洞碰撞,必须提到LIGO——激光干涉引力波天文台。它由两台巨大的干涉仪组成,分别位于美国的利文斯顿和汉福德。 这两台干涉仪的精度高到什么程度?可以探测到质子直径千分之一的变化。相当于在四公里距离上,测量出比人类头发丝还细的变化。 正是因为有这样的精度,LIGO才能在2015年9月14日第一次探测到引力波。 第一次听到黑洞碰撞 这次引力波由两个黑洞碰撞产生。两个黑洞的质量分别是太阳的29倍和36倍,距离地球约14亿光年。碰撞前,它们互相绕转的频率快得惊人,最后时刻每秒能转25圈,最终合并成一个60倍太阳质量的黑洞。 这次碰撞释放的能量极其巨大——不到一秒释放的能量,相当于宇宙中所有恒星释放能量的总和。碰撞产生的引力波,经过14亿年传播到达地球,被LIGO捕捉到。 很多人好奇,引力波怎么变成声音?引力波本身听不到,因为频率太低,只有10赫兹左右,远低于人类听力范围。但科学家通过技术手段把频率提高,把信号加快16倍,我们就能听到了。 你听到的这段声音,就是两个黑洞碰撞合并的声音。开始频率很低,随着黑洞靠近,频率越来越高,声音越来越尖锐,最后合并,声音戛然而止。 这不仅仅是一个声音,这是14亿光年外的两个黑洞,在宇宙中上演的合并事件。而我们在地球上,通过LIGO听到了这场宇宙级的碰撞。 中子星碰撞也产生引力波 除了黑洞,中子星碰撞也能产生引力波。2017年8月17日,LIGO和VIRGO探测到一次中子星碰撞,距离我们1.3亿光年。两个中子星质量分别是太阳的1.4倍和1.3倍,合并后除了引力波,还产生大量电磁波。 这次人类几乎所有望远镜都对准了这个区域,从伽马射线暴到可见光,都观测到了碰撞的余晖。更重要的是,这次碰撞让我们第一次确认:宇宙中的重金属比如金、铂,都来自中子星碰撞。 这也解释了为什么地球上的黄金这么少——产生条件太苛刻,必须中子星这种级别碰撞才能
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