黑洞照片怎么拍的?

莫桑石2022-06-24  19

黑洞照片怎么拍的? 01

黑洞 照片 实际上是用视界望远镜拍摄的黑洞阴影。
黑洞引力很强,在一定范围内连光都逃不掉。光不能逃逸的临界范围被称为黑洞半径或 可视化界面 。
表观界面之外的物质环绕黑洞,形成明亮的吸积盘。
中间没有光的黑洞是对着明亮的吸积盘形成的 阴影 。

黑洞是宇宙中引力最强的单一天体。即使是光也无法在其活动视界的边缘逃脱。从原理上讲,从黑洞的事件视界边缘(史瓦西半径的边缘),没有任何东西可以逃脱黑洞的引力束缚。虽然霍金辐射认为某些粒子对可以从黑洞边缘逃逸,但其辐射的质量可以忽略不计。因此,如果我们只看黑洞本身,它不会发出光或任何电磁辐射。

那么为什么视界望远镜(一种由全球8个射电望远镜阵列组成的虚拟望远镜,有地球的可视面积那么大)可以拍摄黑洞的照片呢?其实这是因为黑洞在宇宙中并不是单独存在的。由于引力场的强大,恒星、行星等其他天体通常会聚集在黑洞周围,尤其是一些超大质量黑洞周围,比如我们银河系中心的人马座a*黑洞附近。至少有数百颗恒星在围绕它运行,所以我们可以根据这些恒星的运动来判断这个黑洞的存在,并找到它的位置。

恒星也是大质量天体。当这些天体靠近黑洞时,一些物质往往会被黑洞吞噬。在被黑洞吞噬之前,这些物质会围绕黑洞高速旋转,在黑洞周围形成吸积盘。
这个吸积盘主要集中在黑洞的赤道区域。看起来会很亮,是宇宙中最亮的东西。而且由于黑洞的引力压缩,吸积盘上的一些粒子会被转移到极区并被喷射出来,形成强X射线。通过它暴露的信息,我们可以通过它的光和射线来判断黑洞的形状。

视界望远镜也可以拍摄黑洞的这些部分,也就是视界边缘以外的部分。因为这部分也有它的结构,而且不同区域的光度不一样,所以会能够看到黑洞的大致轮廓。如果对它进行数据处理,比如它趋向于接近黑洞的事件视界边缘,可以显示出它附近的电磁波强度,就可以得到更真实的黑洞图像。视界望远镜拍摄的黑洞照片大致是这样的。

今天,虽然我们看到了历史上第一个黑洞的真实图像,但实际上,我们看到的仍然远离黑洞的内部世界,黑洞活动视界的边缘并不是黑洞的本体。科学家认为黑洞内部存在一个奇点,这是黑洞物质的主要集中地,但由于它深深地隐藏在黑洞的中心,我们可能永远看不到它。

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