【英文科普視頻】---60、超大黑洞的噴射速度達光速的99%

2021-01-20 深圳小學教材輔助

點擊上方深圳小學教材輔助關注我們↑↑

60超大黑洞的噴射速度達光速的99%

This Massive Black Hole Is Blasting a Jet at 99%

超大黑洞的噴射速度達光速的99%

This Massive Black Hole Is Blasting a Jet at 99% the Speed of LightIn April of 2019, astronomers revealed

2019年4月 天文學家透露

they had successfully taken the first picture ever of a black hole.

他們第一次成功拍攝到黑洞的照片

Well, you know, the black hole’s silhouette at least,

你懂的 至少拍到了黑洞的輪廓

since it’s impossible to take a photo of a black hole itself

因為給黑洞本身拍照是不可能的

without crossing the event horizon and getting spaghetti-fied.

除非穿過事件視界 被引力拉成義大利麵

Now, astronomers have announced that the same black hole has been observed

如今 天文學家聲稱 觀測到同一黑洞

shooting jets of physical material out into space at insane speeds,

正以不可思議的速度向太空噴射物質

and at first glance,

一眼看上去

it looks like that material is traveling

似乎這種物質的運動速度

even faster than the speed of light.

甚至超過了光速

Wait what? That can’t be right.

等一下 那是不可能的

The black hole in question is M87*,

上述討論中的黑洞是M87星系黑洞

the supermassive black hole

一個超大質量黑洞

in the center of the enormous elliptical galaxy Messier 87.

位於超巨橢圓星系梅西耶87的中心

M87* is roughly 55 million light-years away

M87離我們約有5,500萬光年

and absolutely

它完全

dwarfs our own galaxy’s supermassive black hole, Sagittarius A*.

讓銀河系的超大黑洞人馬座A相形見絀

While Sagittarius A* is about 4 million solar masses,

人馬座A重約400萬個太陽質量

M87* is in the neighborhood of 6.5 billion solar masses.

而M87重達大約65億個太陽質量

And from where we stand it looks like it’s getting bigger.

而且 以我們的視角看 M87還在變大

That glowing orange halo in the famous photo represents superheated gas and dust

照片中的橙色光環是過熱的氣體和塵埃

that’s orbiting and feeding the black hole.

它們在黑洞軌道上運行 並為其提供能量

This is what’s known as an accretion disk.

這就是所謂的的吸積盤

Some of that matter will fall into the black hole,

吸積盤中的部分物質會落入黑洞

but some of it gets shot off into space

還有一些會被噴射到宇宙中

in the form of jets spewing from the poles of the spinning black hole.

它們以噴流的形式 從黑洞的兩極噴出

We』ve known for some time that M87* has these jets streaming from its poles.

我們很早就發現M87的兩極存在這些噴流

It was as far back as 1918 when one astronomer first noted

早在1918年 就有一位天文學家發現

a 「curious straight ray」 coming from the galaxy.

有一道「奇特的準直射線」從M87星系裡產生

More recently, the Hubble Space telescope took multiple images

近日 哈勃太空望遠鏡在紅外線和可見光譜下

in the infrared and visible light spectra.

拍攝了多組圖像

The composite photo shows

合成照片顯示

a striking blue beam extending as far out as 5,000 light years

一道醒目的藍色光線綿延5,000光年

against the yellow glow from the combined light of billions of stars.

從億萬恆星發出的黃色光輝中脫穎而出

Knowing M87* is an active black hole with matter falling into it

M87是一個有物質持續落入的活躍黑洞

is actually one of the reasons astronomers picked it as their target to photograph,

這是天文學家將它作為拍攝對象的原因之一

unlike Sagittarius A* which is closer,

不像離我們更近的人馬座A黑洞

but obscured by the stars and dust in our own galaxy.

我們星系中的星體和塵埃讓它模糊不清

So yes, we』ve taken pictures of M87*’s jet of matter before,

對 我們以前拍到過M87的噴流

but this is the first time

但這是第一次

scientists have observed it in the X-ray spectrum in such fine detail.

科學家們能在X射線譜圖中觀察到這麼微小的細節

X-ray light confirms that what’s moving at extreme velocities in the jet is actually physical material,

X射線證明噴流中高度運動的是物質

as opposed to something else, like shock waves.

而不是其他形態 比如衝擊波

How fast was the material moving?

這種物質的速度有多快?

Well, the material isn’t shot off in one continuous beam,

這種物質的發射形式不是一個連續的光束

but rather in clumps…like bubble tea through a straw.

而是成簇發射的 就像吸管中的珍珠奶茶

The astronomers observed a clump farther along in the beam

天文學家觀察到 光束中較遠一簇物質

traveling at 2.4 times the speed of light,

正以2.4倍光速運動

while another mass of matter closer to M87*

而另一簇靠近M87的物質

appeared to be moving at 6.3 times the speed of light.

看起來是以6.3倍光速在運動

But hold on—something doesn’t add up here.

但稍等一下——這裡說不通

We know for a fact that these clumps we’re looking at are solid matter

我們肯定這些團簇是固體物質

thanks to the X-ray imaging,

X射線成像說明了這一點

and we also know that nothing with mass can travel the speed of light

我們也知道 沒有固體物質能以光速傳播

let alone multiple times faster.

更不用說比光速快幾倍了

Well, it turns out those ludicrous speeds are a product of an optical illusion.

結果證明 那些不合理的速度只是一種觀測錯覺

the angle the jet is being shot towards us and the material’s extreme speed

觀測與噴射形成的角度和物質的極限速度

produces what’s called superluminal motion,

是造成所謂「超光速運動」的原因

but really no laws of physics are being broken.

但實際上 它沒有打破任何物理定律

Still, the material is really shifting.

不過 那些物質確實在位移

Taking the illusion of superluminal motion into account,

把「超光速運動」的錯覺考慮在內

the researchers still estimate sections of the jet of matter

研究人員仍然估計 噴流物質的部分

are traveling at over 99% light speed.

運動速度超過光速的99%

They think that the material gets funneled up 

他們認為這些物質以漏鬥狀

to the poles of the rotating black hole

集中到不停自旋的黑洞的兩極

and shot out by following its twisting magnetic field lines.

然後沿著螺旋狀的磁力線射出

The blue glow is generated by electrons traveling along the spiral path,

沿著旋轉路逕行進的電子產生了藍色光束

a process called synchrotron radiation.

這一過程被稱為同步輻射

Now, I’m sure some of you may be disappointed to learn

現在 我知道你們有些人可能會很失望

that the material isn’t actually traveling at over 6 times the speed of light.

因為實際上這種物質並沒有以六倍光速運動

There goes our hopes of faster than light travel.

而我們希望比光速更快

But the dreamers and optimists among you may hear that

但你們中的夢想家和樂天派也許聽到了

supermassive black holes still accelerate matter to over 99% light speed

超大質量黑洞能將物質加速到光速的99%以上

and think that sounds like a pretty good deal.

覺得它聽起來很不錯

Maybe you’re thinking we could harness it for space travel one day

你也許認為 它總有一天能被應用於太空旅行

like a Mass Relay in Mass Effect.

就像《質量效應》中的質量中繼器那樣

Just remember though

不過別忘了

that the material was only shot out at those great speeds

物質以如此高速噴出的條件是

after becoming superheated

需要物質

and turned into plasma by the friction of other matter

和吸積盤周圍旋轉的其他物質磨擦變得過熱

swirling around the accretion disk.

最終變成等離子體才行

So, while M87* and its jet of matter may make for good sci-fi fodder,

因此 儘管M87和它的物質噴射可能是很好的科幻素材

it’s probably best to admire it only in pretty pictures.

但也許最好只是在圖片上欣賞一下就行了

Fun fact,

有趣的是

the jet of matter shot out by the black holes 

有人相信黑洞造成的物質噴射

are believed to be the source of the fastest moving particles in the universe—

能產生宇宙中運動速度最快的粒子——

Cosmic rays.

宇宙射線

So, a super massive black hole

所以 用一個超大質量黑洞

is a bad option to drive a spaceship.

驅動宇宙飛船不是一個好的選擇

But what about a tiny white hole?

那一個小質量白洞怎麼樣?

Check out my video on that, here.

請觀看我在本欄目的相關視頻

Thanks for watching, make sure to subscribe.

感謝觀看 敬請關注

And if you like this video, I』ll see you next time on Seeker.

如果你喜歡本期視頻 我們下期《探索新聞臺》再見




資源來源於:FreeSchool


文章及音頻均來自網絡,如有侵權,請聯繫刪除!

相關焦點

  • 超過99%光速!5500萬光年外,這個超級黑洞爆發的噴流太驚人
    去年四月份,事件視界望遠鏡項目向全世界公布了人類史上首張黑洞照,將橢圓星系M87中心的超大質量黑洞呈現在世人面前。這個黑洞隨後被天文學家命名為M87*,而且最近還喜提一個洋氣名字——波維(Powehi)。
  • 人類能不能利用黑洞達到光速?
    回答:有質量的物體是無法加速到光速的,因為這需要無窮大的能量。如果我們把這個問題改為,人類能否利用黑洞達到接近光速的速度?那麼答案是:能。  首先,如果一艘飛船一頭扎向黑洞,那麼當飛船接近黑洞表面(視界)的時候,它的重力勢能就完全轉換為動能了,此時它的速度就接近光速了。但我想這不是我們希望看到的,因為即使飛船和太空人沒有被黑洞的潮汐力撕碎,飛船進入黑洞之後也會一頭扎向黑洞中心的奇點,非常悲壯地結束整個故事。  那麼有沒有一種方法可以既利用黑洞把飛船加速到接近光速,又不用掉進黑洞,或者困在黑洞周圍呢?
  • 全世界第二張「拍攝」黑洞照片公布:仍然模糊不清
    時隔一年後,全球第二張拍攝黑洞照片公布,顯示了黑洞向外猛烈噴射了大量物質。▲3C279中心黑洞據了解,第二張黑洞照片上的超大質量黑洞位於距離地球約50億光年外的類星體中心,該類星體看起來非常明亮,在很多年前就被天文學家命名為3C279。在浩渺的星際空間中,類星體是我們已知最明亮宇宙天體之一。
  • 黑洞會摧毀地球嗎?史蒂芬霍金的預測,黑洞也可能會消亡
    還有伽瑪射線暴、超新星等能在瞬間對我們造成巨大傷害,但是這都沒有黑洞的存在恐怖。大家都知道黑洞是質量非常大的一個球體,質量達到足以改變空間和時間這種抽象的存在。它就像是一個無盡的深淵一樣,還會吞噬掉周圍的一切,我們已知的最快速度光速都無法逃離黑洞的引力。黑洞的存在就像是宇宙吸塵器一樣,將一切都吸入到自己內部。那麼像黑洞這樣的存在會對地球造成威脅嗎?
  • 天文學家拍攝到黑洞爆發:黑洞以接近光速的速度將熱物質射入太空
    美國宇航局錢德拉X射線天文臺拍攝到黑洞爆發,黑洞以接近光速的速度將熱物質射入太空。黑洞及其伴星組成一個名為MAXI J1820+070的系統,該系統位於距地球約1萬光年的銀河系中。 MAXI J1820+070中的黑洞質量大約是太陽的八倍,這被認為是所謂的恆星質量黑洞,由大質量恆星的破壞形成。繞黑洞運行的伴星大約有太陽質量的一半。黑洞的強大引力將物質從伴星拉開,進入圍繞黑洞的X射線發射盤。
  • 還在以為光速最快?科學家發現的另兩種速度遠大於光速!
    但從愛因斯坦相對論建立至今,科學家們並沒有局限於光速不可超的事實,一直在不斷尋找一種超光速的速度,但成果卻不盡人意,科學家們也親自製作了很多人為速度,但這些速度永遠超不過光速,目前最高也只有光速的0.99999倍。
  • 恆星在繞著超大質量黑洞「畫花瓣」
    4 月 16 日,國外媒體曝出天文學家利用歐洲南方天文臺(ESO)的超大望遠鏡(VLT)觀測到一顆恆星在銀河系中心,環繞著超大質量的黑洞運轉著。這一發現驗證了愛因斯坦提出的廣義相對論中所預測的結果。這一期待已久的結果是在天文學家近 30 年的追蹤觀測之下,依靠近年來發展得越來越精確的科學觀測手段才最終得以實現。
  • 以每秒24000公裡速度圍著人馬座A★旋轉繞黑洞公轉迄今最快的恆星...
    太陽繞銀河系中心公轉的速度約為每秒220公裡,太陽系繞銀河公轉一圈需要大約2.5億年。而在銀河系中心的超大質量黑洞人馬座A★的附近有多顆恆星繞黑洞高速運行。由於這些超快恆星非常靠近黑洞中心,過去很難發現它們。但是,隨著大型望遠鏡和先進的分析技術的發展,越來越多的不尋常恆星被發現。
  • 光速是宇宙中最快的速度嗎?其實它早已被打破,超光速早就出現了
    在愛因斯坦相對論沒有出現之前,人們都認為,速度是沒有極限的,它可以無限提升。可是當愛因斯擔相對論出現之後,給人們澆了一盆冷水。相對論告訴我們,物體的速度是有極限的,這個極限就是光速,有質量的物體永遠不可能達到光速,只有光子這種沒有靜止質量的粒子才能夠達到光速。
  • 黑洞研究獲得諾貝爾獎(一)黑洞是什麼?
    另外一半授予萊因哈德·根澤爾(Reinhard Genzel)和安德裡亞·格茲(Andrea Ghez),因為在銀河系中心發現了一個超大質量的緻密天體,總獎金為1000萬瑞典克朗(約合760萬人民幣)。
  • 科普黑洞蟲洞,備戰星際穿越
    諾蘭的新作「星際穿越」基於美國理論物理學家基普·索恩的理論成果,而他的理論成果基本都在他的著作「黑洞與時間彎曲」一書中,本文的科學知識基本都是我在這本著作中看到總結的。    基帕·索恩在「黑洞與時間彎曲」這本著作的開篇講了一個一支太空探險隊在太空中探索黑洞的經歷,故事挺無趣的,基本上就是形象地說了現代科學家對黑洞的研究成果:    一、什麼是黑洞    黑洞是空間中有著強大引力的超高密度的天體,假如太陽質量不變,大小卻變成桌球那樣,這就是太陽塌縮成了黑洞。
  • 除光以外,我們所知的宇宙間移動速度最快的物體是什麼呢?
    許多早期的天文學家認為任何宇宙物質都不可能比光速快,然而,在我們的生活中,科學家們已經能夠發現並觀測到一種叫做「等離子體團」的東西(一團木星大小的熱氣體,嵌在超活躍星系噴射出的物質流中)在美國天文學會的一次會議上,科學家們宣布他們已經測量到了在耀變體噴射流中以99.9%的光速在太空中呼嘯的物體。
  • 人類認識黑洞的小小一步
    表彰他們「發現銀河系中心有一個超大質量緻密天體」(大約為400萬太陽質量的黑洞)。現在科學家認為銀河系中存在著成千上萬個恆星質量級的黑洞,確認了20多個存在。當然,如果以質量劃分,黑洞還有其他幾種類型,如超大質量黑洞(數百萬倍太陽質量)和微型黑洞(理論上小於太陽質量)。科學家還不清楚超大質量黑洞是如何形成的,他們推測是黑洞吸收了其附近的恆星和氣體雲等逐漸長大而成。
  • 從多高的地方落下,物體的速度才會超過光速?
    從理論上看,1個g的加速度,多久會達到光速?天上掉下的隕石最高速度有多少?這其實是一個非常有趣的問題,它肯定到不了光速,但絕對會嚇大家一跳,因為這個最高速度可以達到70千米/秒左右,這個速度怎麼來的呢?
  • 光速不是最快速度,這3個速度或超光速!
    除此之外它還是宇宙中最快的速度,有人說正是因為光速限制了人類飛出太陽系,可是愛因斯坦的相對論,光速的速度是一定的,並不會因為周圍的事物而改變,這讓很多人不禁懷疑,光速難道是宇宙中最快速度嗎?沒有其它速度可以超越嗎?愛因斯坦曾經說過宇宙中最快的速度,但是科學家研究多年後,他們認為光速或不是宇宙最快的速度,這3種速度都比光速快。
  • 宇宙中速度最快的恆星,達到光速8%,展現3種相對論效應
    #科學了不起#在銀河系的中心,有一個超大質量黑洞但是有少數恆星距離黑洞太近,運動速度非常快,必須用愛因斯坦的廣義相對論來計算它們的軌道。當物體的運動速度可堪與光速媲美,就會產生「相對論效應」,如果是一顆發光的天體,我們會發現它看起來更紅,這種現象叫做「引力紅移」。打個比方來說,如果我們站在地面上把手中的球拋向天空,它在地球引力的作用下會減慢速度。
  • 滿懷期待,第一張黑洞視界照片!
    銀河系中心的黑洞,以及白色所示視界的實際尺寸。黑暗的視覺範圍是視界本身大小的250-300%。圖源:UTE KRAUS, KRAUS物理教育集團, 希爾德斯海姆大學; 背景: AXEL MELLINGER黑洞是我們宇宙中由於速度極限的存在而不可避免地結果,至少理論上是這樣。
  • 最巨大的5個超大質量黑洞!你知道嗎?
    宇宙中也存在著質量為太陽數百萬倍的黑洞。這種黑洞被稱為超大質量黑洞,其質量沒有上限。科學家認為超大質量黑洞幾乎存在於全部的螺旋星系以及橢圓星系的中心,而科學家們也尚未明白超大質量黑洞的誕生機制。或許在銀河的巨大中心領域中,許多物質重力塌陷才誕生超大質量黑洞的。超大質量黑洞也有可能是由數個恆星黑洞合體所誕生的。順道一提巨大的超大質量黑洞之中也有銀河,雖然它的重量是太陽的四百萬倍,即使是這樣巨大的黑洞,跟我們接下來要介紹的黑洞們相比,可說是不值一提了。
  • 三十載磨一劍,首次觀測到恆星繞黑洞的進動|恆星|黑洞|歐洲南方...
    其中的一顆恆星——S2,掠向人馬座A* ,最近處距離不超過200億千米(太陽到地球距離的120倍),它是迄今為止在圍繞人馬座A* 的軌道上發現的距離這一超大質量黑洞最近的恆星之一。在其軌道最靠近黑洞的時候,S2以接近光速3%的速度在太空中飛馳,每16年完成一次軌道運行。
  • 銀河系中心的超級黑洞在「眨眼睛」,科學家給出了三種解釋!
    最早觀測人馬座A*的閃爍現象是從2017年開始的,科學家發現這顆黑洞每次閃爍會持續10分鐘,每天都會有規律地出現7次,對於一顆超大質量的黑洞有如此奇異的現象還是首次發現,在宇宙中幾乎不可能還有外來因素能影響到黑洞,最初研究認為可能是黑洞周圍聚集的天體遮擋造成的,但人馬座A*的質量實在太龐大了,即便是把人類已知最大的恆星都聚集起來也遮不住黑洞,倒是有可能是吸積盤過大遮擋了一部分發光的區域