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发表于 2019-04-11 09:35
【生活】人类首张黑洞照片为啥高糊？掉进去还能活吗？
【生活】人类首张黑洞照片为啥高糊？掉进去还能活吗？
*视频相关由火山(微赞、微吼)提供服务支持
昨天，小编从早上开始就被“人类首张黑洞照片”将要发布的新闻给刷屏了。而就在昨晚九点，这张历时2年才洗出来的黑洞照片在全球六地的视界面望远镜发布会上同步发布。
经过漫长的等待，在全球200多位科学家的努力之下，第一幅黑洞照片终于新鲜出炉。
它长这样....
长久以来在电脑上模拟得到的黑洞形象，第一次真实地呈现在我们的眼前。在这张来自视界面望远镜的照片里，M87中心黑洞如同电影《指环王》中索伦的魔眼，在温暖而神秘的红色光环中间，是一片深黑的无底之洞。
这个圆环的一侧亮一些，另一侧暗一些，原因在于吸积盘的运动效应——朝向我们视线运动的区域因为多普勒效应而变得更亮，远离我们视线运动的区域会变暗。中间黑色的区域就是黑洞本身——光线无法逃离之处。
人类第一次看到黑洞的视界面，无论我们最终得到的黑洞图像是什么样子——是像电影画面一般壮观恢弘，或者只有几个模糊的像素点——事件视界望远镜都意义非凡，这是我们在黑洞观测史上迈出的重要一步。这张宝贵的照片为我们解答的同时也提出了更多的问题。往下看，get关于黑洞更多的有趣常识，可不要out了哟~
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宇宙黑洞的面世和发现为，让人类能够更深入地了解黑洞周围的气体运动、区分喷流的产生和集束机制，完善我们对于星系演化的认知与理解。能多看看总是好的。但身为财务人，要是遇上个“财务黑洞”那就不好了！自金税三期合并以来，信息更加精准、透明，也会让违法行为无所遁形，如何避免涉税风险呢？
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进阶版的黑洞科普来了哟~
有兴趣的小伙伴继续往下看
问题1：这张值得全世界六地同时兴师动众发布的照片，究竟是怎么拍出来的？
在过去10多年时间里，麻省理工学院（MIT）的科学家们联合了其它研究机构的科研人员，开展了激动人心的“事件视界望远镜”项目，全球多地的8个亚毫米射电望远镜同时对黑洞展开观测。
图中的黄色线条为连接这些望远镜的“基线”，由此构成了一架和地球大小相当的望远镜。（图片来源：EHT）
它们北至西班牙，南至南极，向选定的目标（两年前视界面望远镜选定了两个观测目标，一是银河系中心黑洞SgrA*，二是位于星系M87中心的黑洞）撒出一条大网，捞回海量数据，以勾勒出黑洞的模样。
问题2：电影《星际穿越》中的“卡冈图雅”黑洞有着深不见底的黑色中心与立体清晰的气体圆环，此次发布的照片里的M87为何模糊许多？
和光学照片的清晰度问题一样，根源在于分辨率。
问题3：视界面望远镜2017年开始给黑洞拍照片，2019年才发布成果，为什么这张简单而“模糊”的照片“冲洗”了两年之久？
第一，望远镜观测到的数据量非常庞大。2017年时8个望远镜的数据量达到了10PB（=10240TB），2018年又增加了格陵兰岛望远镜，数据量继续增加。庞大的数据量为处理让数据处理的难度不断加大。
另外，在数据处理的过程当中，科学家也遭遇了不少技术难题——黑洞附近的气体处于一种极端环境当中，其运动有着非常多的不确定性——为了解决这些问题，科学家们还专门开发了特定的程序和工具。
最后，为了保证结果的准确性，在最终数据处理的时候，严谨的科学家们在两个不同的地方分别处理、分别验证。
问题4：黑洞研究历时已久，四年前引力波已经让我们“听”到了来自黑洞合并的声音，为什么直到今天我们才“看”到黑洞的照片？
简单地说，是因为黑洞区域实在太小了——而之前望远镜的角分辨率或者放大倍数不够大，在过去的几年中，我们才真正实现了能够看到黑洞附近区域的分辨能力。
问题5：如此大费周章，除了满足人们“眼见为实”的心愿，黑洞照片对于验证相对论、揭秘星系演化有何意义？
这次的直接成像除了帮助我们直接确认了黑洞的存在，同时也通过模拟观测数据对爱因斯坦的广义相对论做出了验证。科学家们发现，所观测到的黑洞阴影和相对论所预言的几乎完全一致，令人不禁再次感叹爱因斯坦的伟大。
另外一个重要意义在于，科学家们可以通过黑洞阴影的尺寸限制中心黑洞的质量了。这次就对M87中心的黑洞质量做出了一个独立的测量。在此之前，精确测量黑洞质量的手段非常复杂。未来随着更多望远镜加入，我们期望看到黑洞周围更多更丰富的细节，从而更深入地了解黑洞周围的气体运动、区分喷流的产生和集束机制，完善我们对于星系演化的认知与理解。
问题6：那么，“黑洞照相馆”可以给所有黑洞拍照片吗？
科学家之前探测黑洞，是通过探测黑洞周围的吸积盘或者黑洞喷流产生的辐射，来间接地探测黑洞的存在。
恒星级黑洞系统示意图
从理论上来讲，任何能够产生辐射的黑洞都是适合拍照的，但受技术限制，我们只能选择拍摄到那些看起来非常大的黑洞，这样才有可能看到黑洞周围的一些细节。
问题7：既然银河系中心有超大质量黑洞、距离还很近，为什么这一次只发布了更为遥远的M87的照片，而没有银河系中心黑洞的照片呢？
M87中心黑洞附近气体活动比较剧烈，我们之前已经观测到了它所产生的强烈喷流，相较之下，银河系黑洞的活动不那么剧烈。
另外一个很重要的原因是，我们的太阳系处在银河系的银盘上，在我们试图利用视界面望远镜探测来自于黑洞周围的辐射或光子的时候，这些光子会受到传播路径上星际气体的影响——气体会散射这些光子，将观测结果模糊化。而M87是一个包含气体很少的椭圆星系，受到的气体干扰相对少很多，科学家们可以比较顺利地进行观测。
本文部分内容援引自：新浪微博
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