大数跨境

有生之年系列——人类终于看到黑洞啦!

有生之年系列——人类终于看到黑洞啦! 成渝招商助推中心
2019-04-11
0
导读:它狠狠地弯曲了自己周围的时空,以致周围的时间变得非常缓慢。

新京报“我们视频”出品


北京时间10日晚9时许,包括中国在内,全球多地同步公布了黑洞“真容”。该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。网友惊叹——分明是个“甜甜圈”。

照片上的黑洞,

略显“萌态”。

但实际上,

它是只不折不扣的怪兽,

在宇宙中游走并吞噬着一切。

这次公布的黑洞照片不仅提供了黑洞存在的直接“视觉”证据,也再一次证明爱因斯坦广义相对论在极端条件下仍然成立,同时还为天文学家进一步研究黑洞吸积物质的具体机制提供了可能。


花了2年洗出的照片

对于之前的干涉技术来说,因为不同望远镜之间的距离不会太远,不同位置的观测数据通常可以实时比较、合并而后得到图像,科学家们是有可能实时在屏幕上看到图像的。但对于此次跨越南北半球的事件视界望远镜观测,因其所涉及的站点区域非常广阔,所产生的数据量将十分庞大:每一个晚上所产生数据量可达2PB (1 PB=1024 TB=1048576 GB),和欧洲大型质子对撞机一年产生的数据量差不多。考虑到有些区域(比如南极)的数据传输速度相对较慢,科学家们在观测时不会对各个站点的数据进行实时相关分析,因此更不可能在屏幕上看到黑洞的实时图像。在每一个观测中心,科学家们将利用提前校对好的原子钟时间,对每一个电磁波到达的时间进行分别标定和存盘,等到观测结束之后再汇总比较

黑洞的结构

Credit: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser/N. Bartmann

在观测结束之后,各个站点收集的数据会被汇集到两个数据中心(美国麻省理工学院Haystack天文台和德国波恩的马普射电所)。在那里,大型计算机集群将会对数据时间进行合并与分析,从而产生一个关于黑洞的图像。20174月份到现在,我们等了将近2年。

从广义相对论中诞生的黑洞,一开始只是个存在于理论物理学中的概念。直到1968年,美国天体物理学家约翰·惠勒提出了“黑洞”(blackhole)一词,它才拥有了真正的姓名。黑洞的几乎所有质量都集中在最中心的“奇点”处,“奇点”在其周围形成一个强大的引力场,在一定范围之内,连光线都无法逃脱——这就是黑洞的事件视界eventhorizon)。


黑洞是什么?

要回答黑洞这个问题,我们得先回到初中物理。

在牛顿的物理学概念中,我们知道,运动是相对的,速度也是相对的。

小编在奔跑,是相对于那些矗立在小编身旁、巍然不动的建筑物而言的。

小编坐的那趟火车开了,是相对于小编左手边没有开的列车而言的。

那么,光速呢?

光速到底是相对于哪个物体而言的呢?

到底该用什么方法,才能统一这“速度是相对的”和“光速不变”这两个理论呢?

由此,20世纪末,太多科学家前仆后继,全都失败了。

在这个时候,有一个叛逆且想象力没有极限的天才横空出世,对,这就是我们的爱因斯坦。

1905年,爱因斯坦25岁,他给《物理学年鉴》投了三篇论文,每一篇都足以震动世界。

其中,第二篇就是我们现在所称的“狭义相对论”。

在狭义相对论中,爱因斯坦提出了两个理论:

第一,光速不变定律。(光速是299 792 458 m / s)

第二,狭义相对论理论。

在牛顿的时空概念里,时间并非一个维度,而是三维世界里的自变量。

这也是普通人的观念。

比如,小编坐在办公室,刚刚喝了一口水,然后现在正在办公室电脑前打字,之后小编会去吃午饭。

这就是一个简单的“过去、现在、未来。”

这同我正在哪里是无关的。我的时间和宇宙万物的时间是相一致的。

狭义相对论认为,你,对,就是此时此刻正在阅读这句话的你的过去与未来之间,存在一个“中间区域”,一个既不属于过去,也不属于未来的区域。

而这个中间区域的时间,取决于你在哪里,以及,相对于你发生的那件事的位置。

比如,你正躺在床上看手机,而你的学霸朋友正在另一块地方复习。

如果你的学霸朋友和你在同一个城市,那么这个中间区域的时间就很短,短到你完全无法察觉。

但如果你的学霸朋友是宇航员,正在月球上看书,那么你们之间的中间区域的时间就会达到几秒钟。

这个几秒钟,对于正在刷手机的你而言,既不属于过去,也不属于未来。

爱因斯坦就是在说:“绝对的同时性”并不存在。

好,小编知道,

大家还是没概念。

没关系,小编也没有······


反正它就是非常大。所有的东西离它太近,就会被瞬间吞没。

黑洞不发光,而且有去无回,如果我们忽略量子理论的话......

如果我们想要近距离观察黑洞,开一艘火箭停在刚刚不会被黑洞吞没的地方,这就叫做“视界”。

我们极力靠近“视界”,还要不被吞没,所以要做的就是不停地让火箭燃烧,以抵掉黑洞巨大的引力。

而且,等我们离开后,可能就会发现,地球已经过去了几个世纪了......

因为前面说过,时空是弯曲的,如同一个渔网,越重的东西弯曲的越厉害,黑洞就是属于非常重的东西。

它狠狠地弯曲了自己周围的时空,以致周围的时间变得非常缓慢。


资料参考:

卡洛•罗韦利《现实不似你所见:量子引力之旅》

维基百科

图片来源于网络


(财富成都小编综合整理报道)

【声明】内容源于网络
0
0
成渝招商助推中心
成渝招商助推中心由科创四川运营中心在财富成都融媒体基础上升级打造,源自2013成都财富全球论坛。我们聚焦“助推城市招商,陪跑企业成长”,帮全球企业在川渝选址落地,陪跑川渝企业全国布局,助推地方政府招商引资。18628366546
内容 2083
粉丝 0
成渝招商助推中心 成渝招商助推中心由科创四川运营中心在财富成都融媒体基础上升级打造,源自2013成都财富全球论坛。我们聚焦“助推城市招商,陪跑企业成长”,帮全球企业在川渝选址落地,陪跑川渝企业全国布局,助推地方政府招商引资。18628366546
总阅读12
粉丝0
内容2.1k