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人类史上首张黑洞照片来了!黑洞背后还有更多的未知

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文|装备分析

自从爱因斯坦的相对论诞生以来,关于黑洞的讨论就一直持续不断。因其可怕之处在于,可以吞噬包括光在内的一切物体,这使得人类获得黑洞存在的证据极其困难,而这也让黑洞增添了无限的神秘感。为了捕捉到黑洞的轨迹,科学家用尽了各种办法,终于在今天获得了世界上首张黑洞图片。

众所周知,由于黑洞可以吞噬一切接近它的物质,甚至光都无法逃逸。这使得人类通过照相机拍摄其真面目的可能性几乎为零。然而根据宇宙运动规律,星球上确实存在此类物质。人类无法用肉眼去观察,但并不表示其不存在。因此现在有两个疑问出现,黑洞是什么?人类研究黑洞有什么意义?

根据爱因斯坦广义相对论原理,质量物体会对周围产生时空扭曲,而这种扭曲会形成时空漩涡或者时空凹陷,两个物体靠近时会表现上述特征,这就是引力的来源了。当恒星的体积和质量足够大时,其引力场对时空的影响就无限大(引力的速度为光速),所有物质都会因为引力的作用(塌陷的时空)而向其慢慢靠近,最后被其吞噬。光也不例外,因为其本质也是一种物质。为了证实引力波就是光速,科学家苦苦探索,终于在近年来有了发现。

2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器,首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。也就是说人类用了一个世纪的时间终于证明了爱因斯坦在20世纪初的预言,引力可以使光的传播轨迹发生弯曲。即宇宙星体表现出的时空扭曲现象,是通过光的方式传递的。

4月10日,据参考消息网援引多家外国媒体报道,这个项目名为“事件视界望远镜”的研究员通过世界多地的天文望远镜,组成了一个直径与地球一样大的超大望远镜。他们还通过观察黑洞的某个方位,并利用获得的数据拼出黑洞轮廓的像。这便是人类获得的第一张黑洞图片。

那么第二个问题产生了,人类研究黑洞的意义何在?由于宇宙系含有众多的天体,所有的星体一直在运动。其中太阳系一直处于膨胀状态(宇宙膨胀学说),其边缘处于动态扩张中,而黑洞的存在对其他星球是巨大的威胁。根据爱因斯坦相对论原理,物体质量越大,其时空扭曲更大,小的物体更容易被大的物体吞噬。因此黑洞这类物质如果体积无限大的话,可以吞噬包括太阳之类的一切星球,更何况地球。因此人类对于黑洞的研究可以延伸到宇宙的形成原理,以及天体的起源等一系列问题。

回到当初的问题,人类既然无法直接观察到黑洞的面貌,又如何证明其存在的轨迹。因此科学家想到可以拍摄其平行线即外层空间和黑洞之间假定的边界线。也就是说,人类可以通过观察靠近黑洞的物质消失的过程来判断其存在与否。

由于爱因斯坦的广义相对论限制,任何物体的速度都无法超越光速,同时光会因为靠近物体而发生扭曲,这使得破解黑洞的秘密困难重重。相信只有人类基础物理学说获得重大突破,才有机会打破光速不变的神话。那么创造出比光运行速度更快的物质,制造出可以穿越黑洞的物质,时空穿梭将会成为可能。(作者:子龙)

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