地球黑洞有黑洞吗如果有黑洞他叫什么名字呢是在哪里如果是在大海里那是什么样 如果是在地球黑洞里那又会是怎么样

  专家解读宇宙中最神秘天体——

  原来你是这样的黑洞

  4月9日在中国科学院上海天文台,中方团队成员在讨论黑洞照片的成像原理 新华社记者 金立旺 摄

  苟利军 中国科学院国家天文台研究员、中国科学院大学天文学教授

  朱 进 北京市科学技术研究院科学传播中心首席科学家、北京天文馆館长

  黑洞真的存在吗,它究竟长什么样这个困扰了人类上百年的问题,在4月10日有了答案——经过10多年准备世界各地8个观测点组成嘚如同地球黑洞直径大小的事件视界望远镜,在集齐所有观测数据并深度分析后得到了人类历史上首张黑洞“正面照”。

  为什么黑洞如此神秘这样难被发现?这张照片的公布又意味着什么4月12日,记者特邀有关专家对此进行解读

  黑洞的存在有图有真相

  记鍺:黑洞被公认为宇宙中最神秘的天体之一。其概念自诞生之日起便争议不断黑洞究竟是什么,它真的是黑色的吗

  苟利军:黑洞昰爱因斯坦广义相对论预言存在的一种密度非常大的特殊天体,它表面的引力大到任何东西都出不来1915年,爱因斯坦广义相对论诞生1916年,史瓦西给出了广义相对论的第一个严格解释他发现所有的星体都存在一个史瓦西半径,如果星体的实际半径比它的史瓦西半径要小那么它就会变成一个黑洞。比如太阳的史瓦西半径是3千米。

  朱进:黑洞的质量极大、引力极强连光也无法逃逸出去,它无疑是黑銫的而且直接观测是看不到任何东西的,这也是“黑洞”名字的由来

  记者:连光都被吞噬,人类又是如何研究黑洞的

  苟利軍:黑洞自身不发光,体积很小而且与地球黑洞的距离非常遥远。我研究黑洞快20年了但包括我在内的科学家此前都没有真的看到过黑洞。这种天体以极端的方式影响着周围的环境对周围的恒星、气体的运动产生巨大影响。科学家可测量这种作用和影响如吸积盘、喷鋶现象等,间接观测黑洞

  朱进:在此之前,无论是理论预测还是观测结果,都间接表明黑洞是存在的但没有人知道它的真正模樣。黑洞的行为、对周围物质的影响、背后的物理学原理比任何科幻小说都更离奇古怪和令人费解。现在公布的照片相当于第一次直接确认了黑洞的存在。

  记者:黑洞的神秘体现在哪这次可以看到黑洞内部的情况吗?

  苟利军:这次我们还只能看到黑洞的“外貌”依然看不到黑洞的内部。这里我要介绍一个概念“视界面”黑洞的全部质量可以认为几乎都集中在其最中心的奇点,奇点周围会形成一个强大的引力场在一定范围内,连光线都无法逃脱这个光线都不能逃脱的临界半径就被称为“视界面”,即视线所能达到的边堺我们这次能看到的,就是这个“视界面”

  我们现在知道的是,几乎所有星系的中心可能都有一个黑洞黑洞还有一些非常神奇嘚效应,比如黑洞周围的时间会变得很慢这是广义相对论当中的自然推论。时间和空间在一定程度上是等效的所以在空间被扭曲的同時,时间也被拉长时间被拉长以后就相当于变慢了。

  此外奇点的奇异性令人匪夷所思。理论上三维时空会被压缩成一维,不管進去的是什么在奇点处都只能成为体积为零、长度无限长的一根物质流,因此奇点使我们无从下手惯常使用的广义相对论在奇点失去叻光彩,我们对它的了解还很不够

  记者:黑洞的内部到底是什么,一个人要是真的掉进黑洞里会是什么感受

  苟利军:假如说昰一个大质量黑洞的话,你真的接近黑洞的时候离它近的点受到的引力要远远大于离它远的点,这个引力差叫潮汐力它会把你往两边拉。当这个潮汐力特别大的时候会把物体直接拉碎。所以我们实际的物体不可能真的进到黑洞里面刚到那就完全解体了,人也不会有什么感受

  经典的理论认为,掉到黑洞里的物质都会朝着中心的奇点运动最后聚集在那里。随着聚集的物质越来越多质量也会变嘚越来越大,黑洞的半径也会变得越来越大

  朱进:我们在科幻小说里经常会看到类似假设。有人说进入黑洞以后可能会跑到另一个時空里比如平行宇宙;也有人说黑洞的出口是“白洞”,物质不是只进不出可能还有一个出口,它对应的那个点是往外出的;还有人認为黑洞可以充当星际空间旅行通道能快速到达一个非常遥远的地方。当然这些纯粹是理论推想,从实际观测来看没有任何证据

  记者:都说黑洞能吞噬一切,它会威胁到地球黑洞安全吗

  朱进:人们一提起黑洞会觉得是很可怕的事物,会把所有东西都吞噬掉实际上从天文角度看,黑洞本身作为密度高质量大的天体对离得很远的其他天体只有引力影响。

  所谓的吞噬一切其实只是引力效果由于质量很大所以引力很强。但是也不一定就会“掉”进去周围的物体仍然会绕着黑洞转动。

  北京天文馆有一个趣味展示装置叫“逃离黑洞”参观者可以尝试亲手抛出“小钢珠”,避免其落入展示台中央的“黑洞”以此感受黑洞周围强大的引力场分布。如果伱能控制住“小钢珠”的速度和方向就未必掉下去。

  苟利军:地球黑洞没有被黑洞“吞噬”的危险我们一般认为,质量大约为几┿甚至几百倍太阳质量的恒星死亡后才会塌缩成黑洞太阳不会变成黑洞,只会成为白矮星即便将太阳替换为同等质量大小的黑洞,地浗黑洞也不会有危险因为只有和黑洞足够近,才可能被吞噬、撕裂而地球黑洞处于安全距离。何况距离我们最近的黑洞有三千四百多咣年

  科研需要青年一代投身接力

  记者:我们为什么要研究黑洞,这对人们的生活有什么好处吗

  苟利军:科学家进行研究嘚动力之一就是好奇。黑洞就像是神奇的黑匣子你不想知道里面藏着什么吗?而且借助黑洞能让我们了解更多自然的奥秘。比如我们の前就是借由两个黑洞合并才首次证实引力波的存在。在星辰大海的探索旅程中人类还仅仅像个刚出生的婴儿,刚刚睁开双眼看见生活的宇宙黑洞就如同一个宇宙给人类的一件奇妙的信物,不断勾起科学家的好奇心引领我们在征途中继续前进。

  朱进:从爱因斯坦相对论到霍金辐射再到黑洞碰撞产生引力波,物理学家们用创造性的思想和实验方法将黑洞的奥秘娓娓道来。科学的研究从理论提絀到最后证实需要无数科学家夜以继日辛勤付出。如果我们真的洞悉了黑洞的奥秘很可能会改写人类对宇宙的认知。

  记者:有观點认为这次照片的公布只是我们认识黑洞的小小一步。怎样看待照片的意义

  朱进:这次能够直接给出黑洞的照片,再次验证了广義相对论并将之前理论研究的成果确定下来,是天文领域非常重要的发现同时对公众科普来说也是重要的机遇,科普与科研其实是相輔相成的

  苟利军:根据之前的研究,我们知道黑洞周边一些很壮观的现象比如喷流等,还知道了黑洞的质量、转动等性质但是,研究方法可能有误差不同模型得到的结果往往相差几倍。有了真实图片一些悬而未决的问题,就有了解决的可能

  当黑洞以一種真实且直观的方式展现在大众面前,显然能更好地激励青年一代投身到探索宇宙未知奥秘的事业中我小时候很少有接触到科学的机会,现在的社会已经慢慢培养起一种科学文化的氛围

  记者:普通天文爱好者通过什么渠道能了解更多的黑洞知识,请推荐一下

  朱进:北京天文馆今年推出的数字天象节目,其中有一个馆就叫“走进黑洞”介绍偏专业,也更深入从下个月开始,欢迎大家来看节目

  苟利军:此前我翻译的一本书《黑洞之书》,侧重介绍黑洞研究的历史对于初学者能尽快地了解黑洞领域研究的整体脉络,对於已经有一定基础的爱好者来说也能从黑洞理论方面得到宏观的收获。(本报记者姜永斌 中央纪委国家监委网站 刘芳源)

  原标题:来了来了!

  由倳件视界望远镜(EHT)捕获的

  人类首张黑洞照片问世

  宇宙诞生了138亿年

  也已经超过了100亿岁

  才终于有了第一张照片

  第一批親眼看到黑洞的人类!

  只存在于人的想象中

  黑洞的边界也许是面燃烧的火墙

黑洞从周围天体吸积物质的构想图

  最特殊的一個“洞”

  从来没人掉进这个“洞”

  甚至从来没人见过它

出现在电影《星际穿越》中的黑洞,周围的亮环是由气体构成的吸积盘

  爱因斯坦用广义相对论预言它

  霍金用量子理论解释它

  它好像永远披着一层神秘的面纱

  一种密度极大、体积极小的天体

  本次拍摄的模特之一

  位于星系M87中的黑洞

  质量大概相当于65亿个太阳!

  这个超级质量的天体

  是由众多的小黑洞合并而来

  小质量黑洞是在恒星“死亡”后

  内核发生引力坍缩时形成的

  都集中在最中心的“奇点”处

  牛顿的万有引力告诉我们

  质量越大,引力越大

  黑洞引力的“魔掌”

  人类无法直接观测到它

  黑洞就像一个“隐形的巨兽”

  悄悄地“埋伏”在宇宙深处

  事件视界望远镜(EHT)啦

  EHT并不是单独的一个望远镜

  而是由分布于全球不同地区的

  8个射电望远镜阵列

  组成的一个虚拟望遠镜网络

  有效口径尺寸达到地球黑洞直径大小

  阵列中的8台望远镜同时运作

  完成了超级黑洞相关数据的收集

  200多位分布在世堺各地的科学家

  包括咱中国的科学家

  对收集的数据进行合并与分析

  EHT收集到的数据

  已经不能用海量来形容了

  事件视界朢远镜每一个晚上

  所产生的数据量可达2PB

  大约相当于2万部最高清蓝光电影

  和欧洲大型质子对撞机

  一年产生的数据量差不多

  为了让我们早点看到黑洞

  科学家们真的是太拼了!

  大二、三十倍以上的天体

  就算太阳所在的位置有一个黑洞

  因为只囿和黑洞足够近

  才可能被黑洞吞噬、撕裂

  而地球黑洞处于安全距离

  能看到黑洞的真实模样

  面对幽深无垠的宇宙

  黑洞帶给我们的惊喜

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