愛因斯坦之所以被譽(yù)為20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家，是因?yàn)樗拿恳粋€理論發(fā)現(xiàn)都可以載入史冊，1915年愛因斯坦在進(jìn)行廣義相對論演講的時候，提出了著名的“愛因斯坦場方程”，描述了物質(zhì)與能量導(dǎo)致的時空扭曲現(xiàn)象，也就是說在宇宙中存在一種可以導(dǎo)致時空扭曲的神秘天體，不過愛因斯坦起初認(rèn)為這個方程式只有一個近似解，因此認(rèn)為宇宙沒有這種神秘天體，誰知道德國科學(xué)家卡爾-史瓦西卻計算出精確解，從而證實(shí)這種神秘的天體在宇宙是真實(shí)存在，后來美國物理學(xué)家惠勒這種神秘天體命名為“黑洞”。
愛因斯坦是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家，他預(yù)言黑洞存在
自從惠勒把宇宙的這種神秘天體命名為黑洞之后，黑洞理論就此建立，經(jīng)過幾十年的發(fā)展與完整，如今人們對黑洞的認(rèn)識已經(jīng)越來越深，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)黑洞是一種具有超強(qiáng)引力的天體，它可以吞噬宇宙中一切物質(zhì)，即使是光都無法逃脫它的實(shí)力范圍，不過黑洞本身不發(fā)光，所以自愛因斯坦在1915年預(yù)言這種天體存在的100年間，人類始終無法拍攝到黑洞的有關(guān)照片，不過人類還是使用其他方法證實(shí)黑洞存在，比如黑洞產(chǎn)生的時空扭曲導(dǎo)致附近的星體軌道產(chǎn)生變異、黑洞碰撞發(fā)出的聲音（引力波）被人類“聽到”等等，這些證據(jù)都表面黑洞是真實(shí)存在的天體，人類就差一張黑洞真實(shí)照片。
科學(xué)家公布的人類拍攝到的首張黑洞照片
在人類苦苦研究、探索、觀測黑洞100多年后，終于取得了重大突破。2019年4月10日，人類歷史上首次拍攝到的黑洞照片同時在中國上海和臺北、比利時布魯塞爾、智利圣地亞哥、日本東京和美國華盛頓全球六地同時對外發(fā)布，這是人類首次通過圖像方式很直觀的看到黑洞真容。這次黑洞照片一經(jīng)公布并引起轟動，這是繼人類采用計算方法、引力波測算方法之后，人類第三次確認(rèn)了黑洞真實(shí)存在，而且這次證實(shí)采用最直觀的照片，也許會有人感到很疑惑，黑洞不是不發(fā)光的嗎，人類為什么能夠拍攝到黑洞真容呢？下面就來解讀掃光你心中所有困惑。
人類拍攝到的首張黑洞照片清晰化處理后形象
1、黑洞如何拍攝？
黑洞不發(fā)光，當(dāng)然無法直接拍攝，但是人類可以利用黑洞特性拍到它的存在。我們知道在宇宙中每個天體都有引力，而天體引力延伸的范圍就是這個天體的引力范圍，同樣的道理黑洞作為一種具有強(qiáng)引力的天體，它的引力范圍被稱為黑洞半徑或者事件視界，在黑洞事件視界范圍內(nèi)，由于強(qiáng)引力的存在，進(jìn)入事件視界內(nèi)的物質(zhì)會黑洞強(qiáng)引力撕裂，從而產(chǎn)生極高溫和光亮，然后科學(xué)家就利用事件視界望遠(yuǎn)鏡捕捉黑洞事件視界范圍內(nèi)發(fā)出的亮光，從而拍攝到黑洞真實(shí)照片，由于黑洞位于事件視界范圍的中心，因此可以肯定中心黑色區(qū)域就是黑洞。
為了拍攝人類首張黑洞照片，各地望遠(yuǎn)鏡組成一個地球直徑大小的望遠(yuǎn)鏡
2、人類拍攝到的黑洞究竟有多大？
當(dāng)國家天文臺把人類拍攝的第一張照片公布的之后，很多媒體第一時間公布了有關(guān)這個黑洞的相關(guān)信息，這個黑洞是距離地球550萬光年遠(yuǎn)一個名叫M87星系的中心黑洞，它的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的65億倍，不過并沒有給出這個黑洞的具體大小是多少，不過在發(fā)布會，研究人員說出了一個重要信息，那就是黑洞黑色部分區(qū)域直徑的直徑是黑洞真正事件視界直徑的2.5倍，根據(jù)這個公式，在利用根據(jù)史瓦希黑洞史瓦希半徑計算公式（史瓦希黑洞的史瓦希半徑和事件視界的重合的）可以知道黑洞的質(zhì)量與事件視界的半徑成正比。
人類拍攝到的這個黑洞直徑為959億公里，吸積盤直徑為3836億公里
因此可以計算出這個65倍太陽質(zhì)量的M87黑洞視界半徑為191億公里，然后可以計算出M87黑洞直徑為959億公里（D=191×2.5×2=959億公里），之后通過圖片對比可以看得出M87黑洞吸積盤大小是黑洞直徑的4倍，因此M87黑洞吸積盤的直徑為959億公里X4=3836億公里，也許很多人對這個數(shù)值沒有概念，70年代人類發(fā)射的旅行者1號歷經(jīng)40年才飛了200億公里，這個黑洞吸積盤的直徑是旅行者1號飛了40年走過距離的19倍還多，幾乎相當(dāng)于90光時（光速在90個小時飛過的距離），由此可見這個黑洞有多龐大。
3、為什么不拍攝銀河系中心存在黑洞？
當(dāng)人們得知人類拍攝的第一張黑洞照片是距離地球5500萬光年之外的M87星系的時候感到很疑惑，我們所在的銀河系內(nèi)部不是也有一個黑洞嗎？科學(xué)家為什么會舍近求遠(yuǎn)拍攝5000萬光年的M87星系黑洞，其實(shí)科學(xué)家在銀河系發(fā)現(xiàn)20多個恒星質(zhì)量黑洞，最近離地球僅有3400光年，之所以科學(xué)家要舍近求遠(yuǎn)拍攝5500萬光年，是因?yàn)檫@些黑洞質(zhì)量足夠大，發(fā)出的光更容易被望遠(yuǎn)鏡捕獲，而距離地球3400光年的黑洞質(zhì)量很小，拍攝這些小黑洞很困難，其實(shí)人類也拍攝距離地球2.6萬光年的銀河系黑洞，只不過圖片還在處理當(dāng)中，相信不久人們也可以一睹銀河系中心黑洞真容。
距離地球2.6萬光年的銀河系中心也存在一個超大質(zhì)量黑洞
4、人類第一張黑洞照片有什么意義？
人類拍攝到史上第一張黑洞照片，再次印證了愛因斯坦相對論的正確性，同時它對促進(jìn)人類黑洞邊緣的吸積盤和噴流行為，完善黑洞理論有很大作用，這次黑洞照片的曝光，預(yù)示著人類進(jìn)入研究黑洞新時代，如今人類已經(jīng)不再懷疑黑洞存不存在，而是重點(diǎn)研究黑洞是什么樣子、黑洞活動規(guī)律、黑洞特征等深一層次的科學(xué)。以此為起點(diǎn)，相信不久的未來，人類能夠拍攝到數(shù)量更多、質(zhì)量更好的黑洞，直到完全解開黑洞之謎為止。
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