第一張黑洞圖像有何意義,是否真的證明了愛因斯坦相對論?

2021-01-08 感悟人生精選

黑洞是科幻小說的長期超級明星。但他們的好萊塢名聲有點奇怪,因為沒有人真正見過一個 - 至少到現在為止。如果您需要相信,那麼感謝Event Horizon望遠鏡(EHT),它剛剛製作了第一個黑洞的直接圖像。這項驚人的壯舉需要全球合作,將地球變成一個巨大的望遠鏡,並成像數千萬公裡以外的物體。儘管令人驚嘆且具有突破性,但EHT項目不僅僅是面臨挑戰。這是對愛因斯坦關於空間和時間本質的觀點是否在極端情況下保持前所未有的前所未有的考驗,並且這些情況看起來要比以往任何時候都更加接近於黑洞的作用,簡單來說,其實愛因斯坦的觀點是正確的。

黑洞簡單來說其實就是屬於一個空間區域,在裡面的質量是非常大並且也非常密集的,就連平常我們捕捉不到的光都無法逃脫來自於黑洞的引力,這一點想想其實是非常恐怖的。在墨水般的黑色背景下,捕獲一個是一項幾乎不可能完成的任務。但是,由於史蒂芬霍金的開創性工作,我們知道巨大的群眾不只是黑色的深淵。它們不僅能夠發射大量的等離子體射流,而且它們巨大的重力將物質流引入其核心。

當物質接近黑洞的事件視界 - 甚至光線都不能逃脫的點 - 它形成一個軌道盤。這個盤中的物質會將一些能量轉化為摩擦力,因為它會與其他物質粒子摩擦。這會使磁碟變暖,就像我們在寒冷的日子裡通過將它們摩擦在一起來溫暖我們的手一樣。問題越接近,摩擦力就越大。靠近事件地平線的事物在數百個太陽的熱量下發出耀眼的光芒。EHT檢測到的是這種光,以及黑洞的「輪廓」。

生成圖像和分析此類數據是一項非常艱巨的任務。作為研究遙遠星系黑洞的天文學家,我通常不能清楚地想像那些星系中的一顆恆星,更不用說看到它們中心的黑洞了。EHT團隊決定將兩個最近的超大質量黑洞瞄準我們 - 在大型橢圓形星系M87和射手座A *中,位於我們銀河系的中心。為了弄清楚這項任務有多麼艱難,雖然銀河系的黑洞有410萬個太陽,直徑6000萬公裡[3700萬英裡],但距地球250,614,750,218,665,392公裡[155,724,785,574,924,740英裡] - 這是相當於從倫敦到紐約的旅行45萬億次。正如EHT團隊所指出的那樣,就像在紐約,試圖計算洛杉磯高爾夫球的凹坑,或者在月球上成像橙色。

為了拍攝遠遠不可能的東西,該團隊需要一個像地球一樣大的望遠鏡。在沒有如此龐大的機器的情況下,EHT團隊將來自地球周圍的望遠鏡連接在一起,並將他們的數據結合起來。為了能夠在這樣看起來非常遙遠的距離捕捉到一個數據,並且他們的讀數也需要完全同步。收集的5,000TB數據非常龐大,必須存儲在數百個硬碟驅動器上並實際傳送到超級計算機,這可以糾正數據的時間差異並生成上面的圖像。

廣義相對論證明了

帶著一種興奮的感覺,我第一次看到現場直播從M87中心看到了黑洞的圖像。最重要的首要原因是愛因斯坦是正確的。圍繞黑洞中心的物質速度的測量與接近光速一致。從圖像上看,EHT科學家確定M87黑洞的質量是太陽質量的65億倍,跨越400億公裡[250億英裡] - 這比海王星200年的太陽軌道要大。由於光輸出的快速變化,這次銀河系的黑洞太難以準確地成像。希望很快將更多的望遠鏡添加到EHT的陣列中,以獲得這些迷人物體的更清晰的圖像。我毫不懷疑,在不久的將來,我們將能夠凝視我們自己銀河系的黑暗之心。

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  • 相對論已經計算了黑洞
    作者/冰辰學者說到愛因斯坦,你會想到黑洞,因為根據愛因斯坦的廣義相對論,一種神秘的天體是黑洞。然而愛因斯坦提出這一概念後,經過幾十年的探索,人們一直沒有發現這種天體的存在。就在去年科學家終於證實了黑洞的存在,這也證明了愛因斯坦是正確的,也從側面證明了愛因斯坦是偉大的,如果沒有愛因斯坦,也許我們的科學技術不可能發展得這麼快。這裡面發生了一些小事故,也許很多人不知道,在愛因斯坦提出廣義相對論的概念並計算出黑洞之後,愛因斯坦卻否認了他的觀點,說黑洞並不存在,怎麼了?
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    請問,愛因斯坦狹義和廣義相對論是否得到實驗的嚴格驗證?這些驗證實驗具體如何做的?狹義和廣義相對論都由愛因斯坦分別在1905年和1915年提出,是世界上最先進的科學理論,為基礎物理奠下了堅實的基礎。也都已經被世界各國嚴格驗證很多遍,種種實驗和觀察都驗證了兩大相對論的正確性,今年的「M87黑洞」照片就是有力的證明。大多數人比較熟知廣義相對論,因為今年4月10日公布過第一張M87黑洞照片,讓大眾上了一堂科普課。而狹義相對論所知者並不多。
  • 《自然》雜誌:從黑洞的第一張圖像到現在是黑洞的第一部電影
    《自然》雜誌在今天發表文章,題為:」黑洞的第一個圖像現在是電影「(The first-ever image of a black hole is now a movie)。去年天文學家終於揭示了史上黑洞的第一張照片的壯觀細節,通過將全球範圍內的射電望遠鏡連接在一起,首次在旋光的背景下製作了黑洞的事件視界的圖片。
  • 全程深度解讀人類首次拍攝黑洞圖像!
    他說:「如果你想宣布某個重大發現,比如拍攝黑洞的照片,你得拿出非常紮實的東西來。在我們的項目過程中,我們常常會感到那些前輩,像愛因斯坦,愛丁頓或者史瓦西在看著我們。因此我們反覆檢查自己的工作,我們想要確保一切都百分百正確無誤。」愛因斯坦,愛丁頓和史瓦西都是歷史上頂尖的物理學家,為人類對於黑洞的認識做出過開創性貢獻。三、有什麼意義?
  • 人類首張黑洞照片,到底有何重要意義呢?
    這次的成像直接確認了黑洞的存在,同時也驗證了愛因斯坦的廣義相對論。黑洞最早的概念是1783年提出的,米歇爾使用了暗星這個詞,直到1915年愛因斯坦的廣義相對論預言了黑洞的存在。1967年,惠勒提出黑洞的概念,指稱一種只在理論上存在的,極端緻密,令時空無限彎曲的天體。
  • 黑洞與愛因斯坦到底有何關係?為何黑洞發現者是史瓦西
    宇宙中有各種各樣的天體,但是最神秘可怕的卻是非黑洞莫屬了。黑洞是一個引力極強的特殊天體,在它的中心是一個密度無限大,時空曲率無限高,體積無限小的奇點。人們發現,現有的客觀物理定律在奇點處全部都會失效。在1916年,愛因斯坦發表了著名的廣義相對論,在廣義相對論裡,愛因斯坦補充了1905年發表的狹義相對論裡無法解釋的引力,廣義相對論創造性地將引力的本質解釋為質量扭曲時空所造成的幾何現象。一般來說,天體的質量越大,其造成的時空扭曲程度就越大。
  • 首張黑洞動態照片發布,再次驗證廣義相對論
    首張黑洞動態照片發布,再次驗證廣義相對論《自然》雜誌在今天發表文章,題為:」黑洞的第一個圖像現在是電影「(The first-ever image of a black hole is nowEHT 利用全球天文臺網絡,進一步挖掘 M87 星系中心的超大質量黑洞 M87* 在 2009 年至 2017 年的觀察結果,同時與圖像的數學模型結合,合成了黑洞動態圖片,顯示一個不均勻的光團圍繞著 M87* 旋轉。
  • 多虧了愛因斯坦的相對論,才有這樣的10大認知
    對於愛因斯坦的狹義相對論,其廣受讚譽的方程式:E = mc^2,也是如此。多虧有了愛因斯坦的相對論,人類才有了以下10大重要的認知:宇宙速度限制愛因斯坦著名的方程E = mc^2中包含了「c」,即真空中的光速。
  • 多虧了愛因斯坦的相對論,才有這樣的10大認知
    愛因斯坦認為空間和時間交織在一個無限的、就像張開的毯子一樣的「織物」狀中,諸如太陽之類的重物會通過引力彎曲這個時空毯,使光線在經過太陽時不再沿直線傳播。    這意味著在天空中靠近太陽的背景恆星的位置,包括在日食期間,看起來應該略有偏移,因為太陽的引力會使光線彎曲。但是在日食實驗之前,沒有人能夠檢驗愛因斯坦的廣義相對論,因為沒有人可以在白天看到太陽附近的恆星。
  • 第一張黑洞照片科學家花費20年時間,只為證明愛因斯坦的理論
    今晚北京時間九點來自全球的天文學家將會召開發布會,科學家們將公布來自全球「陣列望遠鏡」的數據是否第一次拍攝到黑洞輪廊的圖像,陣列望遠鏡的研究人員利用全球各地的射電天文臺收集數據,科學家們希望捕捉到一個黑洞的輪廓,主要根據它周圍的發出的光環來揭示它的形狀。
  • 史上第一張黑洞照片發布直播時間+直播入口
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