兩年了,「黑洞」照片都洗出來啦,這些物理知識你還不知道?

2021-01-09 德智教育機構

千呼萬喚始出來,4月10日,人類歷史上第一張黑洞照片,在歷經兩年後,終於公布啦!

經過漫長的等待,在全球200多位科學家的共同努力下,黑洞終於揭開了神秘面紗。

別擔心,沒侵權,圖片來自人民日報,不是「視覺中國」喲~

圖片一公布,萬能的網友們,立即掀起了一陣p圖風,先來看看網友們的作品吧......

原來,萬物的本質都是...貓咪?

這是一條躍出黑洞的錦鯉,轉發這條「黑洞錦鯉」,煩惱統統被吸入黑洞......

別說,還真挺像哪吒的風火輪,就是不知道,能不能跑得快呢?

等一下,好像哪裡不太對?這個照片為什麼看起來這麼「模糊」,是像素不行嗎?

當然不!一個小小的黑洞,看似簡單,可是從觀察、驗證,到這張照片的誕生,整整用了2年時間。今天就跟小德一起,探索黑洞的奧秘吧!

「黑洞」怎麼形成的

話要從宇宙中的一顆恆星的故事說起了。

宇宙中,有這樣一顆恆星,質量比太陽還要大上數十倍。它活了好多好多好多年,神仙活上百年都嫌膩,何況恆星?有一天,它覺得自己太老了,於是決定,自行了斷。

它決定在生命的最後一分鐘,要有儀式感地離開,走也要走的轟轟烈烈。於是它選擇了爆炸,就成了超新星。

但是由於年齡實在太大,力量確實不足,只炸掉了外面的衣服,還剩下一個核。在重力的壓力下,核開始塌縮,物質都勢不可擋地衝向核中心,最終形成一個體積無限小,密度幾乎無限大的星體。

而收縮一旦達到某種程度,質量導致的時空彎曲,使得光無法向外射出,黑洞就誕生啦!

廣義相對論

「黑洞」既然是恆星爆炸後留下的產物,又會有怎樣的威力呢?這就不得不提到物理界的大佬——愛因斯坦。

說到愛因斯坦他老人家,就不得不說他舉世聞名的「廣義相對論」了。表達式長這樣:R_uv-1/2×R×g_uv=κ×T_uv

簡單來說,就是描述物質間引力相互作用的理論,也是第一次用引力場,解釋時空的彎曲。

我們以為,我們周圍的時空是平的,其實,它是可以扭曲,甚至可以被摺疊的。至於扭曲程度,都取決於時空裡面,物體的質量。

說簡單一點,就是某一恆星「吃」得太多,長得太胖,質量太重,壓彎了時空。

黑洞包含的知識點

emmm 廣義相對論是不是不太好理解?的確,別說外行人不太理解了,就連物理專業的人,也很少能完全搞懂這一理論的。

咱們還是回到地面上,看看黑洞中,蘊含著哪些高中時期的物理知識點吧~

1.萬有引力

任意兩個物體間都存在相互作用的引力,引力的大小由物體的質量決定。地球、太陽、黑洞這些大質量甚至超大質量的天體,會有非常大的引力。比如,地球引力會讓物體有重力加速度,為9.8米每秒。

2.逃逸速度

物體想要「逃離」天體引力,一定要達到一定的逃逸速度。比如地球的逃逸速度是11.2公裡每秒。

3.光的傳播速度

光的傳播速度是30萬公裡每秒,黑洞的引力,大到連光都無法逃脫它的「掌控」,即黑洞的逃逸速度超過30萬公裡每秒。

4.光年是距離,不是時間

我們經常說「光年」這個概念,它是一個距離單位,而不是時間單位。一光年是光跑一年的距離。這是一個天文數字,咱就不要去較真一光年是多少公裡啦!

比起「引力波 」、「射電望遠鏡原理」、「事件視界」、「無毛定理」,這些黑洞相關的物理理論,現在高中學習的物理知識是不是簡單多了呢

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  • 其實科學家們給兩個黑洞拍了照片,但只有一張「洗」出來了
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