「研學中心天文科普」黑洞首張照片出現,探究黑洞的意義在哪裡?

2020-12-17 河南省青少年研學中心

研學即研究性學習 ,國際上統稱探究式學習Hands-on Inquiry Based Learning(HIBL)。研學旅行是研究性學習和旅行體驗相結合的校外教育活動,是學校教育和校外教育銜接的創新形式。學生基於自身興趣,在教師幫助指導下,從自然科學、社會和生活實踐中選擇和確定主題,在動手做、做中學的過程中,主動獲取知識、應用知識、解決問題的集體學習活動。

小研學在此畫重點!

自然科學也是研學的重要內容之一

作為自然科學界的網紅人物

黑洞

自然也成為小研學關注的焦點

北京時間4月10日晚9時許,包括中國在內,全球多地天文學家同步公布首張黑洞真容。這一由200多名科研人員歷時10餘年、從四大洲8個觀測點「捕獲」的視覺證據,有望證實愛因斯坦廣義相對論在極端條件下仍然成立。

這也是人類第一次凝視只出現在書本中的天體—黑洞,在小研學的幻想中,它應該猶如一個宇宙的吞噬之口,能夠消滅所有光亮。

那麼黑洞到底長什麼樣?

不少網友都是跟小研學一樣好奇

人類首張黑洞照片這個話題

一度高居微博熱搜排行榜

引起網友們的熱議

從照片上來看,黑洞就像一個黑色球體,它的核心區域存在著陰影,周圍環繞著一個新月狀光環,據科學家表示,它周圍的環狀不對稱結構是由於強引力對稱效應和相對論性射束效應造成的。

看完黑洞的照片,小研學的一些朋友表示,和自己想像的黑洞為什麼完全不同?

黑洞到底是什麼?

其實黑洞並不是一種無止境的漩渦,而是天體的一種,形成一個黑洞需要把物體壓縮到非常高的密度,密度一旦提高,質量變大,周圍就可以產生巨大引力場,即便是最快的光子也無法逃脫。又因為它不發射和反射任何電磁波,儀器和肉眼也無法直接觀測到。科學家表示任何質量的物體都會有一個臨界點,如果物體的壓縮超過了臨界點,它就會發生重力的坍塌,對此甚至有人大膽猜測,如果將太陽壓縮10萬倍以上,它是不是也能變成黑洞呢?

黑洞不止有一個

愛因斯坦的相對論提到,物質的存在會造成時空的彎曲,宇宙中天體的存在也是時空彎曲的結果,黑洞作為天體的一種,它也是存在種類劃分的,按照不同的標準分類也會有所不同。

根據質量可以分為三種類型。

迷你型

這種黑洞一般指的就是大小,基本和原子差不多,但是質量卻比得上一座山。迷你型黑洞在宇宙大爆炸時產生,通過高壓將一些物質壓縮進一個小體積內。

超大質量型

就如同名字描述的,這種黑洞是所有黑洞中質量最大的,一般是太陽質量的百萬倍以上,它們的形成是由於高密度星團的塌縮所致,也可能是它在不斷吸收周圍物質,合併而形成的。

恆星型

恆星型黑洞的質量介於迷你型和超大質量型中間,質量只有太陽的20倍,而且是在一顆恆星的生命末期形成,每個星系估計有幾百萬個這樣的黑洞。

黑洞怎麼拍到的

從生命出現開始,人類就沒有停止過對宇宙的探索。

你是否也曾經糾結過,宇宙的邊界到底是什麼?

2017 年 4 月,「事件視界望遠鏡」開始捕捉黑洞「事件視界」的清晰圖像,首先,人馬座 A 距離地球 2.6 萬光年之遙,而 M87 中心距離地球 5500 萬光年,想要給黑洞拍照,就像是給月球上一個蘋果拍照差不多。

「事件視界望遠鏡」項目

來自全球30多個研究所的科學家們,利用分布於全球不同地區的8個射電望遠鏡陣列組成一個虛擬望遠鏡網絡,這個虛擬望遠鏡就被稱為「事件視界望遠鏡」。

正是憑藉這個地球最大直徑的虛擬望遠鏡,即便是再遠的距離也不會受到限制,觀測遙遠的類星體以及海外星系也變得容易。

拍黑洞的意義

這是人類獲得關於黑洞的第一個直接視覺證據,證實了愛因斯坦廣義相對論在極端條件下仍然成立。」參與國際合作的中方科學家、中國科學院上海天文臺臺長沈志強說。

這也只是黑洞項目的一個開始,如果能打開黑洞理論的缺口,無疑會給我們提供一個展示時間、空間、光和物質深刻本質的新視野,越接近黑洞的真相,我們或許更能意識到地球不是人類生存的唯一棲息地。

自然科學能提高學生探索熱情

科學作為一個神奇的領域,能夠引起大多數人探索未知領域的熱情,孩子自然也不會例外,現如今教育的目的已經不局限於培養學術型人才,而在於培養具有良好能力素養和思維智慧的學生,科學和學生課堂上所學的各個學科息息相關,通過對自然科學知識的學習,不僅能夠讓他們對自然產生美好嚮往,也能促進學生素質的全面發展。

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研學中心:生命科學工程之糧食篇

課程目標:

1、了解糧食與人類起源、糧食與歷史、糧食與戰爭、糧食與文明發展的關係

2、中國傳統飲食文化與國人健康的關係

實施過程:

1.參觀中國糧食博物館,了解古老的糧食文化。通過文物、史籍以及講解形式了解人類起源歷程。

2.了解糧作物生長規律。通過古詩詞、圖文、講解、互動方式追尋人類起源與糧食生產的進化過程。

3.通過參觀大型實驗儀器設備、觀看制粉過程,體會麥子的前世今生

4.實操部分:大學實驗室專業輔導、講解,了解麵食類食品製作的工藝及技巧,食品安全與衛生等科普知識。

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    因為將人類史上首張黑洞照片納入自家版權圖庫,中國最大的版權圖片交易平臺視覺中國遭到廣泛質疑。4月10日晚間,「事件視界望遠鏡」項目(EHT)發布了他們第一次拍到的黑洞照片,隨即這張照片出現在了視覺中國的圖庫中,圖片還被打上了視覺中國的Logo(標記)。這引發廣泛質疑。
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    4月10日晚,人類史上首張黑洞照片發布,吸引了全世界的關注。黑洞照片原圖這張照片太過「夢幻」,以至於沒過多久,就「歪樓」了……網友:我已控制不住自己P圖的手……黑洞照片拍攝難度在哪裡?給黑洞拍照的難點,在參與此次大科學計劃的專家眼中,可以用三個字來形容:「小」「暗」「擾」——細節太小,信號太暗,幹擾太多。 黑洞如此遙遠,尋找它如同從地球觀察月球上的一個橘子,需要的望遠鏡口徑超乎想像。況且,這個望遠鏡還要足夠靈敏,才能「看」得清極其微小的細節。
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