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為什麼我們至今沒有黑洞的照片?科學家稱:人類永遠無法拍攝黑洞

科學家拍攝了幾百光年外的行星圖像,它們當中有超新星中的恆星,以及宇宙邊緣的星系。到目前為止,我們已經拍下了所有可能存在的宇宙物體的照片。但是為什麼在這些照片當中沒有黑洞呢?科學家稱:人類永遠不可能拍攝出黑洞的圖像,因為成像黑洞在技術上是不可能的。原因如下。自從阿爾伯特·愛因斯坦發表了他的廣義相對論以來,黑洞的概念深入人心,廣義相對論說,一個物體越大,它就越會扭曲宇宙的結構,也就是所謂的時空。這種扭曲會產生引力,使周圍的物體繞著其軌道運行。

當時,愛因斯坦被一個煩人的細節搞得心煩意亂:根據他的理論,如果我們把恆星的質量壓縮到一個足夠小的空間,物理定律就會被打破,因為這會創造出一個奇點,一個密度和引力達到無窮大的地方。甚至在一年後,其他科學家也證實了這不是一個零散的錯誤,因為大質量恆星實際上一直陷在奇點當中。在奇點作用下,這種特殊的力產生了具有引力的球形空間區域,其引力如此之強,以至於連光都無法逃逸。這就是我們所知道的黑洞,這個定義暗示了為什麼從技術上講,我們永遠無法看見黑洞:它不發射或反射光。

因為光是我們能看見東西的唯一條件,所以看見黑洞是不可能的。當然,這只是一個技術上的問題;陰影也不發光,但我們仍然可以看見它們,因為它們和周圍的光線形成了對比。這就是科學家們計劃如何直接成像一個黑洞:直接成像周圍的發光物質。黑洞周圍的邊界,定義了光線可以逃逸和不能逃逸的地方,這就是事件視界。氣體和塵埃被拉向事件視界,而不是拉向過去,事件視界變成了一個吸積盤,以極快的速度繞著黑洞旋轉,加熱並釋放X射線和伽馬射線,使望遠鏡能看到這些。

事件視界望遠鏡是一項真正的重大成就:它將15至20個射電望遠鏡組合在一起,分布在全球各地,間隔達12000公里,並將它們指向完全相同的天體。這實際上是一個像地球一樣大的望遠鏡,它可以精確到在月球上發現蒼蠅的程度。與我們普遍認為的觀點想法的是:即使是星系中心的超大質量黑洞也是相當小的。以銀河系中心的半人馬座A為例。這是我們最好的觀察對象,因為它是距離我們最近的一顆黑洞。但這並不是說這顆黑洞的質量不大:它的質量是太陽的40億倍,但它的直徑等於太陽和地球之間的距離。

再加上半人馬座距離地球有27000光年的距離,我們就會明白為什麼直接觀察它對於科學家來說是一個挑戰。但這正是天文學家在活動視界望遠鏡上所講的,他們已經做到了觀測黑洞;關鍵的問題在於彙編數據,並使用特殊的演算法將其轉化為一幅清晰的圖像。不久,科學家們將得到初步的圖像,圖像將顯示我們當地超大質量黑洞的大小、形狀和周圍環境。從技術上講,它不會是「黑洞」本身,它更像黑洞的影子,同時它將應該告訴我們很多我們想要知道的東西。


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