細說觀察黑洞的方法,看看如何用肉眼看到黑洞的樣子

2020-12-24 黃城科學故事

如果你在坐宇宙飛船的時候不小心掉進了一個黑洞了,那麼你如何去自救呢?其實這個方法早在一百多年前就被愛因斯坦預測出來了,那就是引力波,因為引力波是通過空間震動產生的,而黑洞裡的空間和外面的空間是相連的,所以通過震動黑洞裡的空間,引力波就會傳到外面的空間去。但是就算能夠產生引力波,這種引力波也是弱的,弱到難以被人類儀器察覺,所以今天我們來講一講如何預防掉進黑洞。

首先我們要知道,在宇宙中,我們很難察覺到黑洞,因為黑洞是完全暗的,因為光都無法逃出黑洞,肉眼無法看到它,而且雷達也無法察覺,首先雷達是類似於蝙蝠一樣,反彈電磁波觀測到物體,但是在黑洞裡,光都無法逃脫,更不用說電磁波了。雖然我們不能用直接的方法發現黑洞,但是我們還有間接的辦法,那就是引力透鏡。引力就比較清楚了,牛頓說過萬有引力,但是愛因斯坦認為引力不是一種真的力,一種假的力,他其實是空間的扭曲造成的一種宏觀的運動效果,看上去好像受到了一個力,本質是空間的扭曲。

那麼什麼是透鏡呢,這個就很好理解了,眼睛的鏡片就是一種透鏡,那麼為什麼帶上了透鏡就能看清楚了呢?拿近視鏡舉個粒子,近視眼只能看見近的東西,那麼近視鏡就是將遠的東西搬到了你的眼前,近視鏡是將遠處物體發出的光組成的像,搬到裡理你眼鏡比較近的地方。所以說本質上了近視眼鏡這種透鏡啊,是讓光的軌跡發生偏折,所以透鏡對光的作用就是改變光的運動軌跡,這個現象叫做光的折射。

這個現象的原理就是光在經過兩種密度不同的透明材料的時候,光就會發生折射,那麼我們知道了透鏡,了解引力透明就很簡單了,引力透鏡就是透過引力改變光纖的運動軌跡,舉個例子,你正在宇宙中觀望遠方一個很亮的星星,這時候有一個不發光的星星走到了你倆的中間,它肯定會把這個星星遮擋住,因為光是走直線的,所以你就看不見這顆星星了。但是如果中間的這個星星是黑洞的話,黑洞的引力極強,光線無法逃脫。

黑洞的引力很強,它會把那些射不到你眼睛中的光線拽過來嗎,射到你的眼睛裡。它可以把遠離的光線拽過來,你會看到一個環,本來四散的光線都在強大的引力作用下向你走過來,但是中間的光線被黑洞遮擋住了,所以看起來是一個環。但是還不是像日環食那樣的環,黑洞的引力透鏡產生效果會讓你看到一個很厚的環,日環食產生的環就和橘子皮一樣厚,引力透鏡產生的環就和柚子皮一樣厚,所以為什麼叫引力透鏡,就是因為總體效果就好像是在你和星星中間放了一個透鏡一樣。

正常的情況下,普通的星星不會讓光線射過來,但是黑洞不一樣,由於引力太強會把光線轉過來,讓這些光線偏離原本的直線,給了你黑洞部分透光的感覺,所以叫做透鏡,然而感覺是靠引力產生的,並不是透過來的,所以叫做引力透鏡。所以在以後你看到了一個像柚子皮一樣厚的環,那就既有可能是一個黑洞,這幾個景象非常的壯觀魅力,但是你千萬不要因為漂亮就靠近,因為當你靠近了黑洞的事件視界,你就永遠出不來。

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