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黑洞吞噬一切並不反射光,黑洞照片怎麼拍的?對普通人有何意義?

4月10日將註定載入史冊,全球75億人見證了人類拍攝到首張黑洞照片的出爐。

唉?等等!稍有常識的人都知道黑洞是一種質量極大,體積極小,引力極強的天體。你可以把黑洞簡單理解為一個能夠吸引并吞噬任何物質包括光的球體。

那麼問題來了,學過中學物理的人都知道人之所以可以看到或者拍攝到物體,都是因為光照在物體表面並反射進人眼或者相機鏡頭中。既然黑洞並不能反射光線,那麼這張黑洞照片到底是怎麼「拍」到的?

而且我們剛才說了黑洞的體積極小,假如太陽坍塌壓縮成黑洞,直徑也大概只有3公里大小;換作地球壓縮成黑洞,大概只有一粒芝麻大小。而這次人類拍攝到的M87星系中心的黑洞距離地球5500萬光年那麼遠!人們習慣用大海撈針形容一件事情的難度之大,這樣看來,拍攝黑洞照片的難度簡直可以說是在銀河系撈針了!

難道這又是一個世紀騙局?這不由得讓人聯想到所謂的美國登月騙局一說。

其實你的常識沒有錯,而這次拍到黑洞也是確鑿無疑的。

首先光的確是逃不出黑洞的,人類觀測天體最大的依靠就是光。一百多年前德國天文學家史瓦西依靠愛因斯坦的廣義相對論推算出有黑洞的存在,人類才開始了解這一神秘的宇宙天體。然而因為無法觀測,科學家們在此之前一直採用通過測量周圍天體的狀態和影響即「引力透鏡」來發現黑洞的。由於黑洞的強大引力,經過它附近的光線會產生扭曲,在黑洞周圍會產生一些詭異的光弧。人們就是靠分析這些光弧發現黑洞存在的,另外黑洞吸收光線時,會釋放γ(伽馬)射線,這種射線能被用特殊的機器捕獲到。下圖是哈勃望遠鏡拍到的一個很完整的引力透鏡光弧,是不是跟今天公布的黑洞照片很像?

圖2 引力透鏡光弧

所以其實今天的黑洞照片,就是因為黑洞外圍的物質在強大引力作用下繞著黑洞轉,不斷摩擦產生輻射。輻射在釋放出來的時候同樣因為引力作用會損失掉部分能量,這樣產生的紅移現象被地球上的各大觀察點捕捉,就成了黑洞的照片,其實圖1照片中黑色的部分才是黑洞本體,直徑大概一千億公里。

其實拍黑洞的特殊望遠鏡收集到的不是日常可見光,而是一種亞毫米波,本身沒有顏色。科學家們實際上只能感受到強弱的不同,此次發布的照片大概經過了兩年的後期處理,你才見到這樣的效果。那麼這次照片的發布其實對於黑洞的存在和愛因斯坦的廣義相對論都是一個直接的佐證。對於普通人而言,沒有特別大的意義了。

不少網友調侃道,黑洞照片小時候我們都見過,不信你看!


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