人類首次拍到“黑洞”它竟比太陽大65億倍

該黑洞位于室女座一個巨橢圓星系M87的中心。

2019年4月10日,人類首張“黑洞”照片問世。該黑洞位于室女座一個巨橢圓星系M87的中心,其質量約為太陽的65億倍。它的核心區域存在一個陰影,周圍環繞一個新月狀光環。

這個黑洞位于距離地球5500萬光年的一個星系,最大直徑約400億公里,相當于地球的300萬倍,被科學家形容為“怪獸”。

為了拍攝這個黑洞,科學家利用世界各地八座望遠鏡組成的網絡收集數據,這個網絡被稱為“事件視界望遠鏡”。

最初提出為黑洞拍照的荷蘭奈梅亨拉德堡德大學(Radboud University)教授法爾克(Heino Falcke)介紹,這張照片的主角位于一個稱為M87的星系。

他接受BBC訪問時說,這個黑洞的體積比我們身處的太陽系還要大。他說:“它的體積是太陽的65億倍,也是目前所知的黑洞中最重的一個。”

法爾克形容這個黑洞四周的光是個“火圈”,包圍著一個黑色的點。這些光線由一些正被吸入黑洞的高溫氣體發出,光線比宇宙其他星體發出的光線都要亮,因此我們在地球也能看見。

科學家在星系M87上拍到的黑洞。

法爾克表示,他在1993年修讀博士學位時,就萌生了為黑洞拍攝照片的想法。之后,他花了20年的時間游說歐洲研究議會,最終獲得多個研究撥款約4億英鎊。

法爾克接受BBC訪問時說,成功拍到黑洞的照片后,他有一種完成任務的感覺。

參加拍攝黑洞研究的英國倫敦大學學者尤西(Ziri Younsi)認為,拍照的結果證明,黑洞的樣子和一些物理學家和電影導演想像的差不多。

研究團隊的下一個目標,是為一個位于我們銀河系中間的超級黑洞拍照。這個黑洞與地球近得多,但它四周的“火圈”比位于M87黑洞的“火圈”暗淡得多,因此要拍照并不是一件容易的事。

拍攝到黑洞的照片只是第一步,接下來科學家還要研究黑洞四周的光環是如何產生的,以及物質被吸進黑洞后的命運如何。

“黑洞”是現代廣義相對論中,存在于宇宙空間中的一種天體。黑洞的引力極其強大,使得視界內的逃逸速度大于光速。

1916年,德國天文學家卡爾·史瓦西(Karl Schwarzschild),通過計算得到了愛因斯坦場方程的一個真空解。這個解表明,如果一個靜態球對稱星體實際半徑小于一個定值,其周圍會產生奇異的現象,即存在一個界面——視界。一旦進入這個界面,即使光也無法逃脫。這個定值稱作“史瓦西半徑”。這種不可思議的天體,被美國物理學家約翰·阿奇博爾德·惠勒(John Archibald Wheeler)命名為“黑洞”。

“黑洞”無法直接觀測,但可以借由間接方式得知其存在,并且觀測到它對其他事物的影響。借由物體被吸入之前的因黑洞引力帶來的加速度導致的摩擦,而放出x射線和γ射線的“邊緣訊息”,可以獲取黑洞存在的訊息。間接觀測恒星或星際云氣團繞行軌跡,也可推測出黑洞的存在,還可以取得其位置以及質量。

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