黑洞能吞食任何东西,那么当年科学家是怎么拍到的?

如题所述

黑洞曾经是宇宙中最神秘的天体,在普通人的印象中,黑洞具有很强的吞噬性,以至于光这么快的速度,都无法从黑洞内逃出,所以,黑洞是无法直接被观察到的,只能以间接的方式感知它的存在。黑洞最初只是以一种数学上的猜想,以及它的难观测性存在,直到2019年4月10日,首张黑洞的照片问世,人们才有所了解。


黑洞是如何被发现的


黑洞这个名词是在20世纪提出来的,其实,在18世纪,已经有科学家感知到了黑洞的存在,称之为暗星。这是一个伟大的洞见,超越时代100多年。



英国物理学家约翰·米歇尔在1783年提出了一个理论,如果有一颗和太阳质量相等,但体积很小的天体,这导致这个天体的引力非常大,以至于光子都无法逃脱。他提出这一理论的时候正是大清乾隆48年。


1796年,法国科学家拉普拉斯也提出了暗星的存在,他认为宇宙中存在着数量巨大的暗星,当一个天体的质量不断增加,体积不断减小时,引力会不断增加,大到光都无法逃脱。



当爱因斯坦发表广义相对论的时候,德国科学家卡尔·史瓦西那个时候已经在算爱因斯坦理论的方程。1916年,卡尔·史瓦西算出了爱因斯坦场的精确解,这个解表明了黑洞的作用范围,在这个范围内,光也无法逃脱,这个边界被称之为视界。这个定值称作史瓦西半径。太阳的史瓦西半径是2954米。


在1969年,美国科学家约翰·阿奇博尔德·惠勒在一次会议上使用了黑洞这个词,从此,黑洞成为一个广为流传的神秘名称。


1964年,美国科学家里卡尔多·贾科尼和他的图纳队发现了天鹅座X-1。用x射线进行了进一步观察,发现这颗蓝巨星有许多不寻常之处,经过许多年的研究,最终证明这就是一个黑洞。


黑洞是如何产生的?


宇宙中有很多恒星,这些恒星寿命并非无限的,他们也会有一个终结。恒星在最初只含有氢元素,氢元素发生核聚变来释放能量,同时,这种能量能与万有引力抗衡,维持恒星的稳定,氢元素核聚变产生氦元素,氦元素聚变产生锂元素,依此类推,依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成,直至铁元素生成,该恒星便会坍塌。由于铁元素的稳定性,核聚变停止,也不产生能量,无法与恒星的万有引力抗衡,恒星就开始坍塌。



恒星坍塌之后,就会引发超新星爆发,在不断的收缩过程中,中子间的排斥力也无法阻挡,中子在高强度的挤压中变成了粉末,成为一个密度非常高非常高的球体。


当然,黑洞也有自己的作用范围,它也有一个临界值,这个临界值就是史瓦西半径,理论上,太阳的史瓦西半径是3千米,地球的史瓦西半径是9毫米,但是,黑洞的最低质量也有极限,这就是奥本海默极限,这个极限是太阳质量1.5到3倍之间,只有大于这个极限的中子星,才能坍塌成一个黑洞。



黑洞照片是如何拍摄出来的?


我们知道,任何物体无法从黑洞中逃脱,光也不例外。那么如何对黑洞进行成像?答案就是引力和X射线。


黑洞像普通星体一样,都有很强的磁场,越接近黑洞的边界,磁场越强。当带电粒子穿过磁场时,就会被加速,随着磁场越来越强,黑洞中心会释放出越来越高的能量,这就是黑洞物质喷流。


这个黑洞物质喷流就是黑洞存在的证据,当一些大的天体距离黑洞很近的时候,常常有一部分物质被黑洞所吞噬,在被吞噬之前,这些物质会绕黑洞高速旋转,形成黑洞周围的吸积盘。这个吸积盘位于黑洞的赤道地区。它看上去非常明亮,吸积盘上的部分粒子会转移到其他地区喷射出去,形成强烈的X射线。



在拍摄黑洞照片的时候,也就是拍摄到黑洞边缘的部分,不同区域的广度不同,于是可以看出黑洞的大致轮廓,那么,这个黑洞照片大致拍摄出来了。虽然人类现在已经拍摄到了黑洞的照片,但是有一点,我们所看到的黑洞照片只是看到黑洞的边缘,对于黑洞的本体,由于它的性质,我们无法看到,但是,我相信,随着科技的发展,人类对于黑洞也会越来越熟悉,黑洞终将不是秘密。

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第1个回答  2021-03-06
黑洞的吞噬也是有一个范围的,黑洞周围都是被吸引的光,人类拍的黑洞照片其实就是把黑洞周围的光晕给拍出来了。
第2个回答  2021-03-05
黑洞能“吞食”东西的本质是由于引力导致的,当进入黑洞的引力范围,就会被撕碎。我们管这个引力范围的极限称为洛希极限。
科学家是通过黑洞视界来拍摄和研究黑洞。
第3个回答  2021-03-06
只是隔得很远,而且靠近黑洞的部分光亮都被吸进去了,也拍摄的不是很清楚。
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