人类试拍黑洞照片(人类试拍黑洞照片图片)

更新时间:2023-02-28 19:56:18 阅读: 评论:0

人类试拍黑洞照片是怎么回事?

4月5日,由全球不同地区8个射电望远镜组成的“事件视界望远镜”开启,这个口径相当于地球直径的虚拟望远镜将在未来10天内尝试观测银河系中心的超级黑洞“人马座A*”。人类终于要给黑洞拍摄第一张“照片”了。

美国国家科学基金会是其中部分望远镜的资助方,基金会主席弗朗斯·科尔多瓦当天发表声明说,“事件视界望远镜”将尝试拍摄银河系中心黑洞的第一张“照片”,这是“一项令人激动并具挑战性的工作”,将有助验证一些最基本的物理学理论。

黑洞是一种体积极小、质量极大的天体,具有非常强的引力,在它周围的一定区域内,连光也无法逃逸出去,这一区域称为“事件视界”。“事件视界望远镜”实际上尝试观测的是黑洞的“事件视界”。

“人马座A*”距离地球2.6万光年之遥。按科学家的说法,给“人马座A*”拍照大体相当于“给月球表面的一个葡萄柚拍照”,因此需要动用地球大小的虚拟望远镜。另外,“事件视界望远镜”本次还将观测邻近星系M87的中心黑洞。

给黑洞拍照并不容易,无法即拍即得。天文学家需要用几个月来整理分析这10天获得的观测数据,预计2018年发布第一张黑洞“照片”。


人类试拍黑洞照片明年发布 黑洞真的会吞噬人类吗

人类试拍黑洞照片,预计2018年发布。
据报道,人类将试拍首张黑洞照片,需要动用地球大小的虚拟望远镜。不久的将来,人类或许真能目睹其整容。
4月5日,由全球不同地区8个射电望远镜组成的“事件视界望远镜”开启,该虚拟望远镜口径相当于地球直径,将在未来10天内尝试观测银河系中心的超级黑洞“人马座A*”。
超级黑洞“人马座A*”
“人马座A*”距离地球2.6万光年之遥。按科学家的说法,给“人马座A*”拍照大体相当于“给月球表面的一个葡萄柚拍照”,因此需要动用地球大小的虚拟望远镜。
据了解,美国国家科学基金会是其中部分望远镜的资助方,基金会主席弗朗斯·科尔多瓦当天发表声明称,“事件视界望远镜”将尝试拍摄银河系中心黑洞的第一张“照片”。
黑洞是一种体积极小、质量极大的天体,具有非常强的引力,在它周围的一定区域内,连光也无法逃逸出去,这一区域称为“事件视界”。
人类给黑洞拍摄“照片”,这是“一项令人激动并具挑战性的工作”,将有助验证一些最基本的物理学理论。
因为给黑洞拍照并不容易,无法即拍即得。天文学家需要用几个月来整理分析这10天获得的观测数据,预计2018年发布第一张黑洞“照片”。
阅读延伸:黑洞对人类的影响
“黑洞”是自然界产生的一种天体,它的引力场非常强大,强大到连光线都无法冲中逃脱。据说全世界已经多次发生“黑洞吞人”的神秘现象。“黑洞”真的会吞噬人类吗?
915年8月21日,英国和土耳其战争期间,英国的一个陆军营来到欧洲西南部靠近达达尼尔海峡的一个山谷里。这个营由500人组成,携带当时非常先进的武器装备。
传说中的黑洞真的会吞噬人类吗
黑洞正在吸收周围的物体
但是,就在他们走入山谷后,一团神秘的蓝色光雾突然出现,并且笼罩在人们周围。然后,几乎是一眨眼的工夫,那团朦胧的迷雾突然紧急上升,英国诺福克第5团第1营的士兵全部消失得无影无踪,什么东西也没有留下来。
传说中的黑洞真的会吞噬人类吗
黑洞会吸收任何物质
在此之后50年内,英国政府一直将这个秘密尘封起来,不让外界知道。1967年,记载了20多个目击者证词的文件才被公开。
类似的事情在全世界发生过很多次,但是到目前为止,一次都没有找到失踪者的下落。
1890年,美国殖民地洛诺克岛上大约100名村民就是这样神秘失踪的。当美国军队到达那里的时候,他们发现村子里的民房内都点着蜡烛,晚饭也摆好在桌上,可是到处空无一人。附近没有一滴血迹,也没有一具尸体。
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人类拍摄到的第一张黑洞照片是什么时候的

据介绍,照片上的黑洞离地球有5000多万光年,照片上是它5000多万年以前的样子。黑洞周围的空间是弯曲的。黑洞本身是不可见的,把黑洞放到放光的背景里,看到的照片就是这样的。

人类史上首张黑洞照片是哪国拍的?

神秘天体黑洞终于被人类“看到”了。数百名科研人员参与合作的“事件视界望远镜”项目10日在全球多地同时召开新闻发布会,发布他们拍到的第一张黑洞照片。

这是人类史上首张黑洞照片。北京时间4月10日晚9时许,包括中国在内,全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。这一由200多名科研人员历时10余年、从四大洲8个观测点“捕获”的视觉证据,有望证实爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立。

照片“主角”是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞,其质量是太阳的65亿倍,距离地球大约5500万光年。照片展示了一个中心为黑色的明亮环状结构,看上去有点像甜甜圈,其黑色部分是黑洞投下的“阴影”,明亮部分是绕黑洞高速旋转的吸积盘。

 在这次拍摄黑洞照片的过程中,多台设备同时观测和记录,然后将数据汇总到一起分析。2017年4月份的观测中,8个台站在5天观测期间共记录约3500TB的数据(1TB等于1024GB,相当于500小时的高清电影)。

  因为数据量庞大得不可能靠网络传递,所以EHT用硬盘来纪录每个望远镜的原始观测数据,再把硬盘寄回数据处理中心。

  超级计算机需要获取相同的信号到达两个望远镜的时刻差(时延)以及时延随着时间的变化快慢(时延率),校正射电波抵达不同望远镜的时间差,最后综合两个望远镜的位置信息、信号的强度以及上述两个参数——时延、时延率,就可以对该天体的射电辐射强度和位置进行分析。


人类史上第一张黑洞相片在什么时候问世?

北京时间 2019 年 4 月 10 日晚 ,事件视界望远镜(Event Horizon Telescope,EHT)拍下的第一张黑洞照片在万众瞩目下公布。


我们成为史上首批看到黑洞照片的人类,人类自此踏上探索宇宙的新起点。

EHT 为了增强拍摄照片的空间分辨率,通过“甚长基线干涉技术”( very long baline interferometry, VLBI)联合全球多个射电天文台的协作,构建起了一个口径等同于地球直径的虚拟望远镜,用于黑洞探测。


最终我们看到的「黑洞」照片,是在全球范围内 8 台分布于南极洲、欧洲、美洲及夏威夷的射电望远镜于 2017 年 4 月里 用 5 天的观测数据整合,花了两年时间洗出来的。

遥想在100多年前,爱因斯坦第一次发表广义相对论学说,当时黑洞只是一个存在于理论物理学中的概念。


1919 年,爱丁顿远征西非观测日全食,才验证了爱因斯坦的预言:质量确实可以令时空弯曲。


1968 年,美国天体物理学家约翰·惠勒才提出了“黑洞”(black hole)一词,它才拥有了属于自己真正的称呼。


但尽管在科学家不断努力下,已经无限接近理解黑洞看起来应该是什么样,却从未真正拍摄到过它。


直到2019年4月10日晚,我们终于亲眼目睹了有史以来“黑洞”的第一张照片!


科学家们发现:


这次观测到的黑洞阴影和相对论所预言的几乎完全一致,我们不禁再次感叹爱因斯坦的伟大,他的思想绝对穿越了时空。


人类首张黑洞照片,有哪些重要意义

第一张……

国家天文台苟利军研究员@Flyingspace :

这次的直接成像除了帮助我们直接确认了黑洞的存在,同时也通过模拟观测数据对爱因斯坦的广义相对论做出了验证。在视界面望远镜的工作过程和后来的数据分析过程中,科学家们发现,所观测到的黑洞阴影和相对论所预言的几乎完全一致,令人不禁再次感叹爱因斯坦的伟大。

爱因斯坦

另外一个重要意义在于,科学家们可以通过黑洞阴影的尺寸限制中心黑洞的质量了。这次就对M87中心的黑洞质量做出了一个独立的测量。在此之前,精确测量黑洞质量的手段非常复杂。

受限于观测分辨率和灵敏度等因素,目前的黑洞细节分析还不完善。未来随着更多望远镜加入,我们期望看到黑洞周围更多更丰富的细节,从而更深入地了解黑洞周围的气体运动、区分喷流的产生和集束机制,完善我们对于星系演化的认知与理解

左文文(上海天文台):

如果要评选出2019年最有价值和最受期待的照片,那么非下面这张照片莫属。这是5500万光年外的大质量星系M87中心超大质量黑洞的黑洞阴影照片,也是人类拍摄的首张黑洞照片。它是黑洞存在的直接“视觉”证据,从强引力场的角度验证了爱因斯坦广义相对论。

图1:M87星系中心超大质量黑洞(M87*)的图像,上图为2017年4月11日的图像,图中心的暗弱区域即为“黑洞阴影”,周围的环状不对称结构是由于强引力透镜效应和相对论性射束(beaming)效应所造成的。由于黑洞的旋转效应,图片上显示了上(北)下(南)的不对称性。

这张照片于2017年4月拍摄,2年后才“冲洗”出来。2019年4月10日由黑洞事件视界望远镜(Event Horizon Telescope, EHT)合作组织协调召开全球六地联合发布。

给黑洞拍照,有三个科学意义:

1. 对黑洞阴影的成像将能提供黑洞存在的直接“视觉”证据。黑洞是具有强引力的,给黑洞拍照最主要的目的就是在强引力场下验证广义相对论,看看观测结果是否与理论预言一致。

2. 有助于理解黑洞是如何“吃”东西的。黑洞的“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。

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。如果现在对黑洞暗影的拍摄,就能助天文学家一臂之力。

图2:哈勃空间望远镜拍摄的M87,图片版权:NASA

黑洞照片应该是这样:圆形阴影+光环

一百年前,爱因斯坦广义相对论提出后不久,便有科学家探讨了黑洞周围的光线弯曲现象。上世纪70年代,James Bardeen及Jean-Pierre Luminet等人计算出了黑洞的图像。上世纪90年代,Heino Falcke等天文学家们首次基于广义相对论下的光线追踪程序,模拟出银河系中心黑洞Sgr A*的样子,引入了黑洞“阴影”的概念。

理论预言,受黑洞强引力场的影响,黑洞吸积或喷流产生的辐射光被黑洞弯曲,使得天空平面(与视线方向垂直的面)被黑洞“视边界”(apparent boundary)的圆环一分为二:在视边界圆环以内的光子,只要在视界面以外,就能逃离黑洞,但受到很强的引力红移效应,亮度低;而视边界圆环以外的光子,能绕着黑洞绕转多圈,积累的亮度足够高。

图3:广义相对论预言,将会看到一个近似圆形的暗影被一圈光子圆环包围。由于旋转效应,黑洞左侧更亮。图片版权:D. Psaltis and A. Broderick

从视觉上看,视边界内侧的亮度明显更弱,看起来就像一个圆形的阴影,外面包围着一个明亮的光环。故此也得名黑洞 “阴影”(black hole shadow)。这个阴影有多大呢?史瓦西黑洞的阴影直径是视界直径的5.2倍;如果黑洞转得快,阴影直径也有约4.6倍视界半径。如此看来,黑洞视边界的尺寸主要与黑洞质量有关系,而与黑洞的自转关系不大。

后来,更多科学家针对黑洞成像开展了大量的研究,均预言黑洞阴影的存在。因此,对黑洞阴影的成像能够提供黑洞存在的直接“视觉”证据。

今天只是起点,未来将看到更多精彩

其实,人类关于黑洞的理论预言出现的时间不短,VLBI技术也并不是近十年才成熟。为什么现在才“拍”到第一张黑洞照片呢?一个重要的原因是,想要利用VLBI技术构成一个等效口径足够大、灵敏度足够高的望远镜,需要在全球各地广泛地分布着足够多的这类望远镜。过去十年中,技术的突破、新射电望远镜的不断建成并加入EHT项目、算法的创新等,终于让天文学家们打开了一扇关于黑洞和黑洞视界研究的全新窗口。

参与此次EHT观测的上海天文台专家一致表示,对M87*黑洞的顺利成像绝不是EHT的终点站。

一方面,对于M87*的观测结果分析还能更加深入,从而获得黑洞周围的磁场性质,对理解黑洞周围的物质吸积及喷流形成至关重要。

另一方面,大家翘首以待的银河系中心黑洞Sgr A*的照片也要出炉了。

EHT项目本身还将继续“升级”,还会有更多的观测台站加入EHT,灵敏度和数据质量都将提升,让我们一起期待,未来看到M87*和Sgr A*的更高清照片,发现照片背后的黑洞奥秘。

总之,人类既然已经拍到第一张黑洞照片,那黑洞成像的春天还会远吗?

人类试拍首张黑洞 黑洞究竟长什么样

史上首次!首张黑洞照片下周将公布[哆啦A梦吃惊]】据中科院消息,一支汇集了全球天文学家的宇宙观测团队,将在北京时间4月10日21点整召开全球新闻发布会,公布首张黑洞照片,这是人类第一次看到黑洞的真实样子,有可能是今年最重要的科学发现之一。届时,设在比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京和美国华盛顿六地的分会场将以英语、西班牙语、汉语和日语四种语言进行直播。

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