天盟传媒 - 一个会员自行传媒的平台,人人都是传媒者!

标题: 黑洞竟然是红的,为什么说爱因斯坦又对了?答案是黑洞背后的超算 [打印本页]

作者: 奇大人    时间: 2023-1-5 23:11
标题: 黑洞竟然是红的,为什么说爱因斯坦又对了?答案是黑洞背后的超算
明显叫黑洞,为什么黑洞照片的颜色是红色的?为什么它不叫红洞?
着实,这和黑洞一开始的定名有关,它最初是爱因斯坦广义相对论的一个衍生猜想,末了一点一点被证实。
黑洞为什么是红色的
等人们拍摄到黑洞的第一张“玉照”,已经是2019年的事情了,此时间隔黑洞这个假设已颠末去了近100年。
名字都已经被写进去了,也就欠好随意更改。
或许许多人不知道的是,咱们看到的这个黑洞照片,着实也不是黑洞的真实样子,它是后期处置惩罚过的。
黑洞的照片着实是“照骗”
爱因斯坦与黑洞

提到黑洞,大家第一个会想到霍金,的确,霍金传授研究黑洞研究得比力多,在上面取得的成绩也非常高。
但是,黑洞并不是霍金第一个发现的,它源于爱因斯坦的广义相对论
不管是狭义相对论还是广义相对论,在当时都是一种假设,没有实验作为支撑,但是这不妨碍科学家们研究相对论。
一位叫做卡尔·史瓦西天文物理学家,在爱因斯坦论文发表后的第二年,开始研究爱因斯坦的引力场,在举行盘算之后,得到了一个固定值
黑洞的概念和爱因斯坦有关
史瓦西以为,只要进入这个范围,那么无论是什么物质都会被吸进去
根据史瓦西的盘算,只要天体的半径小于这个定值,那么它就会发生吞噬其他物体的征象,厥后这个半径被称为“史瓦西半径”
厥后的天文物理学家不断地完善这一假设,得到了一个天体的假想,它的半径小于史瓦西半径,质量大到离谱,密度也非常大
由于光也无法从这个范围内逃出去,理论上这个天体是不发光的,所以是一片漆黑,被定名为“黑洞”。
卡尔·史瓦西和他的“史瓦西半径”
今后,黑洞这一名词诞生,这在当时不外是一种假设,即使真的存在黑洞,仅仅通过光是不可能发现它的。
但是,不能从光学上发现它,总会有别的方法,1970年,人类第一次发现了黑洞
当时的人造卫星发现,在天鹅座X-1方向有特别的射线发射出来,与过去吸收的射线完全不一样
这个发现表明,黑洞不再是一个假设,而是宇宙中真实存在的天体,爱因斯坦又对了
黑洞最初是一个假设
黑洞的存在,可以作为广义相对论正确的一个重要证据。
但是,就像黑洞一开始的界说一样,它是吸收所有物质的,人们通过天文望远镜根本就看不到它的存在。
既然看不到,为何还能拍出一张照片呢?
人们对黑洞的想象
拍摄黑洞

着实,万众瞩目标黑洞照片,是一张“照骗”,假如非要严格意义来界说,所有太空图片都有一定水平的Ps。
黑洞的第一张照片,是8台望远镜颠末长时间的追踪,末了颠末超级盘算机的处置惩罚,合成的照片。
这是一个处于M87星系的黑洞,间隔我们5500万光年,质量是太阳的65亿倍
黑洞的时空曲率非常巨大,光也逃不掉,所以没有光从黑洞中发射出来,但是,黑洞中央没有光,不代表黑洞附近没有光
黑洞在M87的位置
可能许多人对黑洞有误解,以为它像贪吃蛇一样,吧唧吧唧就把天体吞了,实际上,黑洞吞噬才是真正的吸星大法。
在没有被完全吸光之前,天体残余的部门仍然是发光的,这此中还会发射许多射线,好比γ射线
因此,在地球上差异的位置,天文学家找到了8台天文望远镜,从北半球到南半球,全部监测M87星系。
它们组成了一个望远镜系统叫做视界望远镜(EHT),相当于一个口径13000公里的大望远镜。
到场拍摄黑洞的八台天文望远镜
这些望远镜全部都是射电望远镜,不是在“看”黑洞,而是在吸收黑洞附近的电磁波,然后将其转化为数据储存起来。
比及监测使命完成得时候,电磁波数据存满了2000多个硬盘
之后得一切就要交给超算了,也就是超级盘算,这是利用盘算机对这些数据举行处置惩罚,一样寻常的盘算机根本做不到,得必要超级盘算机
来自美国和的德国的超级盘算机团队,对这上百亿个G的数据举行处置惩罚,筛选出不必要的数据。
超级盘算机
着实监测工作早在2017年就已经完成,但是照片是在2019年才合成出来,可见这背后巨大的工作量。
有的时候科学家们处置惩罚了一整天的数据几百个G,没一个B(字节)是有用的
所以,这张照片不是拍摄的,是通过电磁波信号转化而来的。
照片中的黑洞像一只猫猫的眼睛,中央是黑的,附近是红色的,网友们纷纷开始恶搞P图。
玩归玩,闹归闹,科学的事情也不敢开顽笑,不是说好了黑洞吗?咋处置惩罚出来是“红洞”了?
人类第一张黑洞照片
黑红黑红

关于黑洞为什么是红色的,不少网又表现,没听过“黑到深处自然红”吗?
固然,这是调侃的玩笑话,着实黑洞的颜色很早之前霍金就研究过,他当时就以为黑洞附近是有颜色的
黑洞的颜色,还要从它吞噬天体的“吸星大法”开始说起。
当一个黑洞靠近一个天体的时候,天体会被黑洞巨大的引力撕碎,这些碎片不会立马被黑洞吞噬掉,而是像漩涡附近的水一样,围绕黑洞旋转
黑洞吞噬天体
虽然被撕碎了,但是这些天体的组成原子没有变,好比恒星,还是氢原子。
这些碎片围绕黑洞组成了一个吸积盘各种反应还在举行,所以会发光、产生射线、甚至还会出现声音
2022年,NASA就听到了黑洞吞噬的声音,这是非常稀有的,由于黑洞什么都吸,它会吸收星云,而组成星云的重要成分是气体
这个时候的黑洞吸积盘就不是真空的,而是有“氛围”的,内部吞噬的声音就会通过星云残骸流传。
宇宙中的各种星云
视界望远镜(EHT)捕捉的信号,也正是吸积盘发射出来的电磁波
我们所看到的黑洞照片是红色,谁人红色着实就是超算处置惩罚出来的吸积盘颜色,大部门恒星的颜色都是红、黄、橙色系,因此处置惩罚出来就成了“红洞”。
而且,M87星系的黑洞,只是黑洞的一种,根据霍金的研究,黑洞的范例应该有许多种,根据物理性子就有:旋转不带电的、不旋转带电的、不旋转不带电的等等。
那么,黑洞是如何产生的,它总不可能凭空出如今宇宙吧?
黑洞专家霍金
黑洞的诞生

黑洞是大质量恒星“黑化”的结果,也就是它们燃烧完了自己所有的燃料,内部聚合反应到了铁元素,所有的聚变根本到头了
如许的恒星已经不再发光发热,进入了老迈之年,性情那是相当的暴躁,突然想不开,它就爆炸了。
这个爆炸叫做超新星爆炸,它会将恒星表面的物质全部炸飞,只留下一颗内核,内核的半径小于史瓦西半径,质量非常大,遇见谁就吞噬谁。
大质量恒星和太阳(左下角的小红点)
这颗内核演化为了一个黑洞,而那些被炸飞的成分,在爆炸的能量中,又再次回到了最初的出发点氢原子
它们组成了星云,而星云又将是下一颗恒星的诞生之处
我们的太阳系就是从星云中诞生的,也就是说它的宿世很有可能是一颗酿成黑洞的恒星
那太阳会酿成黑洞吗?不会,由于太阳太小了,它在宇宙中只是一颗普通恒星,末了只能“安安静静”地演化成一颗白矮星
太阳的归宿白矮星
这个安静只是相对于大质量恒星而言,太阳的晚年着实也会很暴躁,只是质量不允许它爆炸。
迄今为止人类只拍摄到了两个黑洞的照片,M87星系黑洞以及我们的银心黑洞人马座A*,但是宇宙的黑洞不止这两个。
人马座A*
将来会有更多黑洞的照单方面世,它会在人类的不断研究中,脱掉“可怕”的外衣。




欢迎光临 天盟传媒 - 一个会员自行传媒的平台,人人都是传媒者! (https://tianmg.com/mp/) Powered by Discuz! X3.4