你好!黑洞!
初次見面,未來請多指教!
black holes
黑洞來了
寶貝們,你們看到黑洞照片了嗎?
2019年4月10日21點,賽先生小學員中有一部分狂熱的天文愛好者準時準點的在電腦前觀看了這一激動人心的時刻!
在此之前,就已經有好多小朋友給我PO出了超多關於黑洞的問題,簡直是腦洞大開!
「黑洞裡有沒有黑咒魔王?」
黑洞自己就是一個可怕的黑咒魔王,這一點賽先生待會會告訴你們為什麼。
「我要是到了黑洞裡面,會變成什麼樣子?」
你要是到了黑洞,應該會被黑洞無限制的拉長吧,就像蘭州拉麵一樣,但是連光都能被黑洞吸收,也有可能人一旦進去就被撕成粉碎。
「新聞發布會裡那個科學家說銀河系也有黑洞,
我們地球也會被黑洞吸走麼?」
一切皆有可能。
……
好了好了,寶貝們,你們的「為什麼」寶盒一旦打開,就能飛出比宇宙中星球數量還要多的問題,現在呢,賽先生就為你們講講,你們好奇的黑洞究竟是什麼?
黑洞
是個洞?!
浩瀚的宇宙中,充滿了大大小小、形狀各異的銀河。
每一個銀河都是由好幾億顆不同的恆星組成的星球集團。
黑洞的過去就是一顆燃燒的恆星。
又大又壯美,
因為不是每一顆恆星都會變成黑洞,
這顆恆星的質量至少超過3-4個太陽。
人類想像圖
小於0.4個太陽質量的恆星,耗盡核心的氫之後,不會產生變化最後變成紅矮星。
0.4-3.4個太陽質量的恆星,當核心氫耗盡之後坍縮,內核會形成小而密的白矮星。
超過3.4倍的太陽質量的恆星,最後會爆炸產生超新星。
浩瀚的宇宙中,充滿了大大小小、形狀各異的銀河。
每一個銀河都是由好幾億顆不同的恆星組成的星球集團。
黑洞的過去就是一顆燃燒的恆星。
又大又壯美,
因為不是每一顆恆星都會變成黑洞,
這顆恆星的質量至少超過3-4個太陽。
這個神秘莫測的星體不閃耀也不溫敦,
它隱藏在宇宙的深處,
裝成一團讓人捉摸不透的漩渦,
它本身不會放出任何光線。
它就是一個宇宙中站在食物鏈頂尖的吃貨,
不停的吞噬周圍的物質,
對食物毫不挑剔,從星體到光子,
一切都不放過 。
當它「打嗝」時,某個無辜的天體就被「吞噬」;
當它「進食」時,僅有高速等離子噴流從嘴唇邊逃逸而出。
它吃的越多,質量就越大,脾氣就越來越暴躁。
但是有時候也有意外,
小朋友問為什麼《星際穿越》這部電影中,
人進入黑洞之後也是安然無恙的啊,
應該早就被黑洞這個大魔王撒成碎片,
其實吧,有的時候,黑洞也有溫存的一面,
▲銀河系銀盤示意圖(來源:中科院國家天文臺)
在地球25000光年外,
就靜臥著一個直徑長達2400萬公裡的巨型黑洞。
銀河系某處
▲我們此前對於黑洞的認知都是基於理論而進行的合理推論,圖為《星際穿越》裡的「卡岡圖雅」黑洞
但是它卻靜默的在那裡思考,
當然,它也有可能超兇噠,
這一切都是未知,只能等待你們長大了,去探索未知。
我
看到你了!
這個恐怖的神秘星體,一直就像無底洞一樣,
讓我們無端的揣測。
我們要藉助專注於X射線和伽馬射線的望遠鏡,
才能從側面觀測到它的存在。
而這一次,
我們終於利用「事件視界望遠鏡」看到了它真實的模樣。
1783年。英國科學家約翰·米歇爾提出,可能存在引力強大到連光線也無法逃離的「暗星」。
1915年,愛因斯坦提出的廣義相對論,「預見」了黑洞的存在,不過他當時也不相信黑洞的真實。
上世紀60年代,美國科學家約翰·惠勒首次將這種不可思議的天體,命名為「黑洞」。
北京時間2019年4月10日晚21點整,太空迷們翹首以盼的人類首張黑洞照片,在全球六地同步發布。黑洞,終於揭開了它的神秘面紗。
我們曾經幻想的是這樣:
▲之前對人馬座 A 進行的觀測成像,圖自:NASA
本尊長這樣:
M87
像不像?這就是愛因斯坦爺爺為我們埋下的彩蛋。
「事件視界望遠鏡」是分布在全球的八個觀測站組成的網絡。這是室女座星系團中超大質量星系M87中心的黑洞。該黑洞距離地球5500萬光年,質量為太陽的65億倍。
「事件視界望遠鏡」中的南極望遠鏡。
生成黑洞圖片的流程。圖源:美國國家科學基金會
而這張照片,單單是衝洗就用了整整兩年時間,但人類對它的期待,早已超越了百年。孩子們,你們何其幸運成為了見證首張黑洞照片誕生的第一批人類!
▲黑洞的結構示意圖
▲黑洞吸積盤,圖源:Science Daily
1、黑洞其實並不黑
2、黑洞可以是透明的
3、黑洞自身有旋轉,也有非旋轉
4、黑洞的毀滅是爆炸
5、證實了愛因斯坦相對論
黑洞裡
有什麼?
被它吞噬的那些物質真的完全消失了嗎?
還是如一些人的猜測去了另外一處空間。
偉大的物理學家霍金就對黑洞有非常深的研究,
他提出了一個名為霍金輻射的黑洞理論,
這是對黑洞的一個完全新的理解和觀點。
▲黑洞周圍的時空扭曲示意
是否真的可以穿越,還需要科學家去不斷探索和研究,
相信在未來,人類一定有辦法可以探測到黑洞內部的情況,
如果確定它就是蟲洞,那人類真正的宇宙大探索,
大開發可能就要開始了,
賽先生期待這一天的到來,期待你們來實現!
紀錄片
霍金告訴你的黑洞小幽默
黑洞,終究是個晦澀深奧的科學問題,
寶貝們看完這些還是一知半解,
那賽先生就為學員們推薦一部關於宇宙探索的紀錄片,
《Into The Universe with Stephen Hawking》
(與霍金一起了解宇宙)
這是由偉大的科學家霍金和Discovery共同錄製。在這部紀錄片裡,就會把宇宙成因、太陽系都會講一遍。
這部紀錄片是由霍金參與策劃和講解的,霍金用最最淺顯易懂的語言向孩子們講述了他們最最關心的3個問題:
· 時間旅行
· 宇宙起源
· 外星人
首先它介紹了包括時間在內的四維空間。然後講如果要穿梭的話需要有大量的能量產生隧道用來穿梭,而這個隧道就是蟲洞。如果人類用蟲洞去穿越時空會產生什麼問題?緊接著講什麼是黑洞,以及黑洞存在的意義 …
你看,它的講述就特別有層次,一環套一環,層層遞進,就像有一根繩子一樣牽著孩子不斷探索未知的世界。
在講述單個知識點的時候,它並不直接拋出這個知識點,而是會引發孩子的思索。
地球真的會消亡嗎?
霍金說:太陽最終會像過往其它無數的太陽系一樣走向終結。
不過絕對不像電視裡的那麼快,而是要等到50億年後,太陽溫度會升到2億度,而那個時候地球會變成面目全非的熾熱巖石,生命才會全部消亡!
如果地球消亡,我們將何去何從?
在這部紀錄片裡,霍金給出了不同的答案。
科學家們找到一顆叫做Gliese的類地球行星,大概是地球的7倍大,可以移民過去。不過要過去的話也會遇到和《流浪地球》同樣的問題——距離,這就意味著移民需要長時間的漂泊!需要幾百、幾千代人的努力!
而且這部紀錄片就像看Star Wars(星球大戰)一樣的激動和震撼!
霍金說:
「You are cordially invited to a reception for Time Travellers」
(我誠摯地邀請時間旅行者們)
你們也許就會成為宇宙的第一批時間旅行者。
▲《Into The Universe with Stephen Hawking》
未來
是你們的
每一維度的文明都在進化,進化到一定程度就會覺醒。
誰敢說科學已經能破解出宇宙和生命的奧秘?
不敢。
今天的科學只是認知世界的初級階段,
比起幾百年前科學證實地球是圓的,
是繞著太陽轉的階段,
只是進步了一點點而已。
孩子們,當你們眺望群星盡頭,
就會想到這個世界,這個宇宙還有那麼多未解之謎。
「真的有外星人嗎?「
「宇宙之外還有一個宇宙嗎?「
「還有能適合我們人類生存的星球嗎?「
這一切,都等待著我們人類去探索去證實。
「來打破屏障,以觸摸星辰,讓未知變成已知」。
孩子們,你們何其幸運,站在巨人的肩膀上。
探索奧秘的徵途,已有科學家們為我們撥開迷霧、指引前程,
期待你們,接過他們的接力棒,努力學習科學知識,
成為更強大的人!
▲圖源:DeLuce Art
最後,向科學家們致敬!