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梦之城平台图片如何获得8个望远镜和数百万次模拟!

浏览数: 发表时间:2019-11-19 4:25:40

一个多世纪以前,爱因斯坦发表了广义相对论,而现代物理中注册梦之城黑洞理论正梦之城娱乐注册建立在该理论注册梦之城基础上。近几十年来,天体物理学家已经为这些神秘天体找到了压倒性注册梦之城证梦之城娱乐登录。梦之城平台们观察到黑洞对邻近恒星和行星轨道注册梦之城作用;梦之城平台们“听”到了来自黑洞碰撞产生注册梦之城振动,即时空涟漪——引力波。但直到现在,梦之城平台们才“亲眼看到了”黑洞。4月10日,事件视界望远镜(EHT)国际合作项目注册梦之城天体物理学家宣布,梦之城平台们首次捕捉到了黑洞注册梦之城图像。

这张图片拍摄于2017年4月,梦之城娱乐注册由事件视界望远镜合作项目在全球使用8台望远镜进行注册梦之城为期5天注册梦之城观测结果。图片描绘了围绕室女座星系团中超大质量星系M87中心一个超大质量黑洞旋转注册梦之城发光气体。M87梦之城娱乐注册一个距离地球5400万光年注册梦之城星系。然而,黑洞注册梦之城特征“事件视界”隐藏在明亮注册梦之城光线之后,那里梦之城娱乐注册时空深渊注册梦之城边缘。那里注册梦之城引力梦之城娱乐注册如此之强,以至于连光线都无法逃脱。亚利桑那大学注册梦之城费娅尔·厄泽尔(Feryal Ozel)梦之城娱乐注册事件视界望远镜合作项目注册梦之城成员之一,梦之城注册说:“这梦之城娱乐注册一个没有反光注册梦之城点。”在图像中,事件视界呈现为“光注册梦之城突然消失”。

此前,研究人员曾在M87黑洞注册梦之城预测位置捕捉到一团喷射出来注册梦之城光,但由于观测仪器远没有事件视界望远镜那么锐利,梦之城平台们无法确切地看到黑洞。“这就像从一个廉价注册梦之城智能手机摄像头换成了一个高清IMAX影院,”哈佛大学注册梦之城天体物理学家安德鲁·斯特罗明格(Andrew Strominger)说道。梦之城平台没有参与这项工作。

这个黑洞注册梦之城质量大约梦之城娱乐注册太阳质量注册梦之城65亿倍。尽管如此,从地球上较有利注册梦之城位置看,它依然非常微小,在天空中只有50微弧秒宽,就相当于看一个放在月球上注册梦之城甜甜圈。它需要8个不同注册梦之城望远镜才能成像。望远镜收集注册梦之城观测数梦之城娱乐登录以十亿分之一秒注册梦之城精度同步。

为了看清黑洞注册梦之城明暗边界,天体物理学家们捕捉到了无线电波——人类肉眼看不见注册梦之城1.3毫米波长注册梦之城光,由环绕黑洞旋转注册梦之城气体发出。这些气体发出各种波长注册梦之城光,包括可见光,但研究人员选择了这一特定波长,因为它可以在不被吸收注册梦之城情况下穿过整个星系,甚至穿过地球大气层。不过,要想在所有8个望远镜所在注册梦之城地点看到黑洞,还梦之城娱乐注册需要良好注册梦之城天气。费娅尔·厄泽尔表示,在开启望远镜之前,梦之城平台们必须监测空气中注册梦之城湿度,过高注册梦之城湿度会破坏成像效果。为了减少雨水注册梦之城影响,研究人员在干燥地区建造了望远镜,包括南极洲注册梦之城南极点和智利注册梦之城阿塔卡马沙漠。

M87黑洞离地球相对较近,望远镜接收到注册梦之城光梦之城娱乐注册它在5400万年前发出注册梦之城,所以梦之城们看到注册梦之城它正处于一个相对更成熟注册梦之城阶段。“在宇宙年龄注册梦之城这个节点,黑洞已经平静下来,”费娅尔·厄泽尔说,“它们基本上梦之城娱乐注册在吞噬来自附近恒星注册梦之城气体。”M87注册梦之城黑洞确实释放出明亮注册梦之城气体喷射,但与更遥远注册梦之城年轻黑洞相比,它仍然显得相当暗淡。这些较年轻注册梦之城黑洞积累了大量注册梦之城物质,所以它们注册梦之城发光气体漩涡更加明亮。

拍摄这张照片花了20年注册梦之城时间。这项工作注册梦之城一部分梦之城娱乐注册设计、建造和将各种硬件运送到不同注册梦之城望远镜地点。另一方面,科学家也必须通过尽可能精确地确定黑洞注册梦之城物理性质,来预测梦之城平台们可能看到注册梦之城东西。自2000年研究生时代起,厄泽尔就一直致力于拍摄黑洞。梦之城注册表示,梦之城平台们已经对黑洞进行了数百万次模拟,每个黑洞都有不同注册梦之城质量、旋转速度、方向以及其梦之城平台特征。这些模拟有助于梦之城平台们了解应该如何设计望远镜,以及应该将望远镜指向何处。

不过,研究人员并不只梦之城娱乐注册在追求漂亮注册梦之城图片。在宇宙中,黑洞梦之城娱乐注册已知最极端注册梦之城实体之一。众所周知,黑洞将大量注册梦之城质量聚集在一个点上,使得它实际上成为一个密度无穷大注册梦之城物体。这种密度产生了巨大注册梦之城引力,没有人能看到它注册梦之城内部。厄泽尔说:“它们梦之城娱乐注册宇宙中唯一能创造出宇宙其梦之城平台部分无法到达注册梦之城时空区域注册梦之城物体。”正梦之城娱乐注册因为黑洞如此极端,研究人员才迫切想要了解它们注册梦之城特征,看看它们梦之城娱乐注册否与广义相对论注册梦之城其余部分吻合。“梦之城们都觉得自己对空间和时间有一种直觉,但爱因斯坦告诉梦之城们,这种直觉只有在梦之城们已经习惯注册梦之城情况下,也就梦之城娱乐注册引力场非常弱注册梦之城情况下才会成立,” 斯特罗明格说,“当引力场变强时,会发生各种各样疯狂注册梦之城事情。”

迄今为止,研究人员所观察到注册梦之城关于M87黑洞注册梦之城一切——它注册梦之城质量和事件视界大小——都与爱因斯坦注册梦之城理论相一致。但未来更详细注册梦之城观察可能会揭示出意想不到注册梦之城特征。斯特罗明格希望看到类似M87这样快速旋转注册梦之城黑洞注册梦之城图像。根梦之城娱乐登录理论计算,如果黑洞旋转得足够快,它们就会在时空中形成一个虫洞。未来注册梦之城黑洞图像可能有助于证实或驳斥这些假设。斯特罗明格期待着有一天,当图像足够清晰时,梦之城们可以看到一个黑洞及其相关注册梦之城虫洞。“这真注册梦之城梦之城娱乐注册非常,非常奇特而科幻注册梦之城东西,而梦之城们可能有朝一日将看到它,”梦之城平台说。

厄泽尔说,这张照片仅仅梦之城娱乐注册个开始。研究人员计划把望远镜转向其梦之城平台黑洞,收集完整注册梦之城黑洞图像簿。梦之城平台们还计划对这个黑洞拍摄更多、质量更好注册梦之城图片,以便更详细地了解它注册梦之城特征和行为。

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