4月10日晚九點,史上第一張黑洞的照片公布,很多領域內的科研工作者振奮不已,很多領域外的人一臉懵逼的時候發現不論是搜尋引擎還是內置推送都在推送這條根本看不懂的新聞,茫然吃瓜的時候,這九個知識點你可能需要知道。
1. 黑洞的猜測早在1783年就被提出,到今年2019年首照足足花了236年
關於黑洞最早的猜測其實從1783年就被英國科學家約翰·米歇爾提出,最樸素的黑洞學說認為黑洞就是「引力強大到連光線也無法逃離的暗星」,而到黑洞首張照片已經過去了236年,在這236年中,黑洞從一個莫須有的學說,成為只存在於科學家言語中、從來沒有人見過的學說,再成為真正拍攝出照片的天文現象,其中體現的人類進步的發展令人驚嘆,一直致力於探索無垠宇宙的各位科學家,也值得我們每一個人的尊敬。
2. 愛因斯坦通過廣義相對論證明黑洞存在,但是霍金卻提出了異議
愛因斯坦根據廣義相對論定律,最早黑洞被稱為「史瓦西奇點」。愛因斯坦認為落入黑洞的任何事物不可能再逃出來,也不可能發出光或其他東西。與愛因斯坦的觀點相反,2015年霍金對黑洞信息提出新的解釋,指出黑洞並不是只進不出,而是有出口的,就算不小心掉進去,也是可以出去的。霍金認為黑洞無法吞噬和消滅物理信息,而且霍金認為黑洞可能會通往另一個宇宙,如果掉入黑洞,我們會永遠的在本宇宙消失,但會毫髮無損地出現在另一個宇宙,這也是黑洞成為很多人想像中「時空通道」入口的原因之一。
3. 2015年風靡朋友圈的引力波探測項目為黑洞的存在提供了明確證據
從2015年初現端倪,2017年風靡朋友圈的引力波探測技術代表了中國航天學家對於前沿物理和基礎物理的巨大投入,引力波探測計劃包括天琴計劃、阿里實驗計劃、太極計劃,在我國,空間引力波探測已被列入中國科學院制訂的空間2050年規劃。
2017年9月27日國外媒體報導,美國天文學家日前表示他們檢測到第四次引力波信號,這是穿越宇宙的時空漣漪。這也是設在美國境內的LIGO設施(雷射幹涉引力波天文臺)第四次檢測到此類信號,這被認為是證實黑洞存在的真實證據。科學觀察和發現的步伐在水面下默默進行,一切串聯都是現代科學發展的大脈絡。
4. 本次「拍照」使用的電腦合成技術,還賴於近兩年人工智慧技術的發展才能夠成為畫面
為什麼2019年黑洞的首張照片能夠發布,重要的原因其實還是因為這兩年超級計算機和人工智慧的發展,隨著超級計算機的巔峰算力不斷更新和人工智慧的發展,原本科學家只能通過零散的數據在想像中勾勒黑洞的身形,而隨著人工智慧的發展,本次通過電腦合成的黑洞首張照片正是人類計算機科技的應用體現。
5. 本次觀測聯合了全球多個位置的射電望遠鏡完成,但是實際上中國「天眼」完全有能力獨立完成,且照片更清晰
本次黑洞的首張照片聯合了全球多個位置的射電望遠鏡,通過電腦合成的方式將多個望遠鏡的數據進行結合,最終得到黑洞的照片,但是其實中國貴州的「天眼」望遠鏡作為世界第一大天文望遠鏡,根據推測完全有能力獨立完成本次繪畫,甚至在解析度上還會有所勝出,這是「天眼」所處的貴州的優異地理素質和設備決定的。
6. 目前已存的黑洞圖片都來自於人類的想像和電腦製作,而黑洞本身並不可見,根本不是那麼絢麗多彩
黑洞本身是非常重的,但是由於光線都無法逃過它的吸引力,所以黑洞本身並不是可見的,儘管黑洞無法直接觀測,但由於黑洞的引力會吸積物質到它附近,周圍通常都有一個吸積盤環繞。吸積盤非常熱且亮,與黑洞對比明顯,因此可以通過觀測吸積盤來為黑洞拍照。
4月10號黑洞的首張照片公布之前,人類其實並不知道黑洞的真實樣子,僅僅通過數學計算得知了黑洞吸積盤的熱血形態,但是所有的照片本意都來自於藝術加工和想像。
7. 目前「畫出」來的黑洞中,做的最好看、最逼真的是電影《星際穿越》中的黑洞「卡岡都亞」
電影《星際穿越》中的黑洞「卡岡都亞」是電影背後的科學顧問、諾貝爾物理學獎得主、劇本原作者基普.索恩根據廣義相對論嚴格計算的前提下,由頂級特效製作公司雙重否定(Double Negative)編寫專用代碼,最後經過藝術處理合成的IMAX高品質圖像,也是史上最兼具科學精神和藝術氣息的絕美黑洞。
實際上黑洞並非那麼美麗,模糊不清並沒有絢麗繽紛的觀賞效果,但是對於科學來說,真實就是最大的美麗。
8. 人類穿越黑洞能夠做到時間穿越嗎?本次照片可能並無法解答
一個人穿越黑洞能夠達到穿越時空的目的麼?根據愛因斯坦的理論,人類應該並沒有這樣時空旅行的機會。黑洞因為本身質量的問題會不斷吸引和撕裂靠近它的物質,所以人類在沒有靠近黑洞的時候應該就已經被撕裂了。所謂的時間旅行也就無從談起了。而根據霍金的理論,黑洞可能會通往另一個宇宙,那麼本次黑洞的首張照片能夠幫人們解答這個問題麼?
答案是否定的,本次黑洞首張照片的公布,其實並沒有太多的新的信息,無法幫我們解答人類能否時空旅行的問題。
9. 黑洞首張照片公布,對於科學研究的意義並不如引起大眾的興趣重要
「我為即將看到這一圖像感到非常開心!儘管我知道裡面採用了數學運算,相關理論也經過了徹底測試,但這仍然是關於一個真實物體的近距離圖片。太酷了。」——芝加哥大學教授丹尼爾·霍爾茲(Daniel Holz)
黑洞的首張照片公布對於科學研究的意義可能並沒有太大,畢竟在人們能夠看到黑洞照片的很多年前,黑洞的學說早已經被科學家反覆推斷和論證過了,而本次照片的公布最重要的意義反而在於本次轟動媒體和朋友圈的宣傳,能夠引發人們對於自然科學、對於物理的討論,如果能夠因此激發孩子們對於科學研究的興趣,那麼已經是非常有意義的事情了。
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