科學(xué)家成功捕獲黑洞多波段指紋長什么樣,黑洞是如何形成的,研究黑洞有什么意義
摘要: 宇宙對于人類來說是神秘的,宇宙的秘密吸引著人們,近日,科學(xué)家成功捕獲黑洞多波段指紋的消息登上了微博熱搜,黑洞究竟長什么樣子呢?下面我們來具體了解下吧。
宇宙對于人類來說是神秘的,宇宙的秘密吸引著人們,近日,科學(xué)家成功捕獲黑洞多波段指紋的消息登上了微博熱搜,黑洞究竟長什么樣子呢?下面我們來具體了解下吧。

來自全球32個國家和地區(qū)近200個科研機構(gòu)的760名科學(xué)家和工程師組成的團隊,通過使用19個望遠(yuǎn)鏡陣列進行同步觀測,成功捕捉到了人類首次“看到”的黑洞多波段“指紋”。觀測數(shù)據(jù)14日全球發(fā)布。
人類第一次“看到”的黑洞,位于處女座的巨型橢圓星系M87的中心,距離地球5500萬光年,其質(zhì)量約為太陽的65億倍。在黑洞的中心區(qū)域有一個被新月形光環(huán)包圍的陰影。2019年4月10日,科學(xué)家們首次發(fā)布了這張黑洞的照片,這是通過2017年4月事件視覺望遠(yuǎn)鏡(EHT)觀察M87星系中心的超大質(zhì)量黑洞獲得的。
科學(xué)家使用事件視覺望遠(yuǎn)鏡(EHT)觀測黑洞,并協(xié)調(diào)世界各地的19臺望遠(yuǎn)鏡觀測黑洞及其噴流,開展了迄今最廣泛的多波段同步觀測,成功收集了2017年3月底至5月中旬的觀測數(shù)據(jù)。
作為東亞最靈敏的長毫米波射電望遠(yuǎn)鏡,中科院上海天文臺的65米天馬望遠(yuǎn)鏡還參與了世界兩個望遠(yuǎn)鏡陣列和三個波段的同步觀測。天馬望遠(yuǎn)鏡小組成功研發(fā)了相關(guān)的觀測設(shè)備,并進行了后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。

將19個望遠(yuǎn)鏡陣列的多波段觀測數(shù)據(jù)與事件視覺望遠(yuǎn)鏡(EHT)的觀測數(shù)據(jù)相結(jié)合,科學(xué)家可以深入分析天體物理學(xué)中一些最重要和最具挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域。比如要進一步檢驗和完善愛因斯坦廣義相對論,深入研究宇宙射線的起源。
黑洞是如何形成的?
黑洞是由恒星坍縮形成的。通常恒星一開始只含有氫元素,恒星中的氫原子核一直相互碰撞,產(chǎn)生聚變。由于恒星的質(zhì)量很大,聚變產(chǎn)生的能量抵消了恒星的引力,維持恒星結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。由于氫原子核的聚變,產(chǎn)生了一種新元素——氦元素。然后氦原子也參與聚變,改變結(jié)構(gòu),產(chǎn)生鋰元素。
以此類推,會按照元素周期表的順序依次產(chǎn)生鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等,恒星會坍縮直到形成鐵。這是因為鐵元素相當(dāng)穩(wěn)定,參與聚變時釋放的能量小于所需能量,所以聚變停止。然而,鐵元素存在于恒星內(nèi)部,這導(dǎo)致恒星中的能量不足以與大質(zhì)量恒星的重力競爭,從而導(dǎo)致恒星坍塌并最終形成黑洞。

研究黑洞有什么意義?
1.探索黑洞的存在與否,可以間接推斷宇宙是何時、如何形成的,從而可以理解宇宙之后地球是如何形成的。有了地球,就有了生物和人類。此外,了解宇宙是否因大爆炸而誕生,星系的演化是否受到星系中壯觀噴流的影響,以及也許最現(xiàn)實的是黑洞的存在是否會影響地球上人類和生物的生存,以及地球的生態(tài)和生物多樣性,也具有現(xiàn)實意義。如果有影響,科學(xué)會采取什么方式來防止、避免或減少這種影響。
2.當(dāng)然,探索黑洞有更多的衍生意義。既然有黑洞,宇宙中就可能有白洞,這證明了白洞的存在,也間接證明了黑洞的存在。與黑洞相反,白洞是一個特殊的宇宙物體,只發(fā)射能量,不吸收能量。白洞力是排斥力,與黑洞的吸引力相反。當(dāng)白洞的超致密物質(zhì)被向外噴射時,它會與周圍的物質(zhì)劇烈碰撞,釋放出巨大的能量。據(jù)推測,一些現(xiàn)象如x射線、宇宙射線、射電爆發(fā)和射電雙源可能與白洞效應(yīng)有關(guān)。
另一方面,2015年發(fā)現(xiàn)的引力波也是黑洞探索的衍生意義,或者兩者互相證明。這也意味著人類在探索星空時可以通過積木完成拼圖。
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