作者：田·黛麗赫本
轉(zhuǎn)自：北京新東方優(yōu)能中學(xué)教育
終于！人類(lèi)歷史上第一張黑洞照片公布了?。。?/p>
祝賀你——
作為人類(lèi)首批看到“黑洞”照片的幸運(yùn)兒，一不小心見(jiàn)證了歷史~
這就是2017年4月5日， EHT啟動(dòng)拍攝兩個(gè)超大質(zhì)量黑洞：銀河系中心黑洞Sgr A*，和星系M87中心的超大質(zhì)量黑洞。
給“黑洞”拍照，一拍就是2年，終于解開(kāi)了宇宙奧秘黑洞的神秘面紗。
網(wǎng)友驚呼：這個(gè)黑洞很眼熟嘛：
吃貨眼里的黑洞是一個(gè)原味甜甜圈
看這是不是你從小凝望的黑洞？
觀看黑洞，戴上眼鏡更清晰
網(wǎng)友的腦洞簡(jiǎn)直和黑洞一樣，令小編佩服的五體投地~
可是，你知道嗎？
這張被玩壞的“黑洞”照片，是可能拿諾貝爾獎(jiǎng)的嗎？
“第一張黑洞照片與引力波的發(fā)現(xiàn)同等重要，都是對(duì)廣義相對(duì)論的驗(yàn)證，可能會(huì)拿諾貝爾獎(jiǎng)?！敝锌圃荷虾Ｌ煳呐_(tái)副臺(tái)長(zhǎng)袁峰說(shuō)。
黑洞的照片為何如此重要？
因?yàn)樗粌H提供了黑洞存在的直接“視覺(jué)”證據(jù)，也驗(yàn)證了百年前愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論是正確的！“黑洞”說(shuō)：哥不只是個(gè)傳說(shuō)
圖源：NSF by Nicolle R Fuller
黑洞，原來(lái)過(guò)去這些年你只是“傳說(shuō)”？
沒(méi)錯(cuò)！
盡管在《星際穿越》等科幻電影中，我們?cè)淮未巍罢媲小钡仡I(lǐng)略黑洞的瑰麗，但那些畫(huà)面都只是導(dǎo)演們“一廂情愿”的想象，黑洞到底長(zhǎng)啥樣沒(méi)人真正見(jiàn)過(guò)。
約100年前，以愛(ài)因斯坦為代表的偉大科學(xué)家預(yù)言，大質(zhì)量恒星在燃料耗盡、生命終結(jié)之后會(huì)向內(nèi)部中心區(qū)域崩塌、集聚，最終形成黑洞。
早期，黑洞只存在于牛頓萬(wàn)有引力定律和愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的公式和方程中，因?yàn)樘^(guò)“超出人類(lèi)理解”，就連最早預(yù)言的人都懷疑黑洞的真實(shí)存在。“
直至2015年，人類(lèi)首次探測(cè)到兩個(gè)黑洞合并所產(chǎn)生的引力波，才強(qiáng)有力地證明了黑洞的存在，但那仍只是間接證明。”參與此次國(guó)際合作的中科院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)說(shuō)。
所以，無(wú)圖無(wú)真相，在沒(méi)有眼見(jiàn)為實(shí)“看到”黑洞之前，它一直是個(gè)“傳說(shuō)”。
而今天，黑洞終于被證實(shí)真實(shí)存在啦！我想，霍金先生在天之靈可以安息了。
黑洞面前，物理學(xué)失效了？
圖源：NSF by Nicolle R Fuller
聽(tīng)說(shuō)物理教科書(shū)中某些理論在你面前失效了？
高興得有點(diǎn)兒早。
2016年，有科學(xué)家在對(duì)2015年人類(lèi)第一次觀測(cè)到的引力波數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后表示：在黑洞周邊，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論可能會(huì)失效。
是真的嗎？
黑洞首張“寫(xiě)真”揭曉了謎底。袁峰說(shuō)，在沒(méi)有拍到黑洞照片之前，科學(xué)家根據(jù)愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論精準(zhǔn)計(jì)算出了黑洞真身外黑色區(qū)域和新月形光環(huán)的結(jié)構(gòu)?！芭牡胶诙凑掌螅覀儼l(fā)現(xiàn)，真實(shí)情況跟我們計(jì)算的結(jié)果一模一樣，可見(jiàn)，觀測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論?！?/p>
兩個(gè)神仙打架，
愛(ài)因斯坦贏了！
1915年11月，阿爾伯特·愛(ài)因斯坦向普魯士科學(xué)院提交了廣義相對(duì)論的最終版本，那時(shí)，牛頓力學(xué)統(tǒng)治物理學(xué)界已經(jīng)200多年。
在宇宙中，星星到底會(huì)怎么轉(zhuǎn)，牛頓早就指出了一條路，但愛(ài)因斯坦的理論畫(huà)出了另一條路。
事實(shí)證明：
“愛(ài)因斯坦是對(duì)的，他在一百多年前提出的廣義相對(duì)論經(jīng)受住了考驗(yàn)?！?/strong>
圖源：NSF by Nicolle R Fuller
人類(lèi)歷史首張黑洞照片驚艷亮相后，參與這一工作的中科院上海天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)沈志強(qiáng)感慨道：“盡管黑洞很多年前從數(shù)學(xué)上就可以得到解，但直到上世紀(jì)60年代，科學(xué)家才真正覺(jué)得可以去找尋黑洞，并一步步逼近真相?！?/p>
“廣義相對(duì)論需要在極端環(huán)境下檢驗(yàn)，而最極端的環(huán)境就是黑洞周?chē)??！?/p>
但是，沈志強(qiáng)說(shuō)：“由于目前我們還無(wú)法“看清”黑洞的最里面，那里的運(yùn)行規(guī)律是否與人類(lèi)已知物理定律相悖還不得而知。”
愛(ài)因斯坦給你劃重點(diǎn)
你以為，物理 教科書(shū)取得暫(巨)時(shí)(大)的勝利，會(huì)善罷甘休嗎？
今年的物理題，愛(ài)因斯坦給你劃重點(diǎn)：
1
請(qǐng)記住一個(gè)方程
這次黑洞力挺的就是愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，作為孿生兄弟的狹義相對(duì)論重要推論——質(zhì)能等價(jià)理論E=mC^2，更有可能出現(xiàn)在考卷上！
式中為E能量，m為質(zhì)量，C為光速；也就是說(shuō)，一切物質(zhì)都潛藏著質(zhì)量乘于光速平方的能量。
由此可以解釋為什么物體的運(yùn)動(dòng)速度不可能超過(guò)光速。
2
史瓦西半徑
史瓦西半徑這詞常常在談?wù)摵诙吹臅r(shí)候提到, 但什麼是史瓦西半徑呢?
我們知道, 黑洞具有強(qiáng)大的重力場(chǎng), 如果物體太接近黑洞, 就會(huì)由於黑洞的強(qiáng)大重力而逃不出來(lái)。
而史瓦西半徑的意義就是說(shuō), 在史瓦西半徑之內(nèi)的物體, 即使加速到接近光速, 也沒(méi)有辦法逃離黑洞。
史瓦西半徑的公式:
即：一個(gè)球的自身半徑小于它的史瓦西半徑時(shí)，它就會(huì)變成一個(gè)黑洞。
根據(jù)這個(gè)公式，我們可以發(fā)現(xiàn)：太陽(yáng)的史瓦西半徑是3km。 也就是說(shuō), 質(zhì)量跟太陽(yáng)一樣的黑洞, 如果物體接近到3km以?xún)?nèi), 就逃不出來(lái)了。而地球的史瓦西半徑為0.9cm——地球如有有一天自己把自己壓縮成黑洞，那誰(shuí)都逃不出來(lái)了
不過(guò)，擔(dān)心地球變黑洞的你，還是先關(guān)心你的考試吧
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