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黑洞:过去五年我们学到了什么?

引力波,事件地平线的照片和天体物理学的真正革命 – 揭开宇宙中最神秘物体的面纱.

(英语).

为什么我们这么关心黑洞?
黑洞,像太空中的漏斗一样,从远古时代开始,激发了科学家和太空爱好者的想象力. 它们似乎超越了我们的直觉:如何将巨大的质量“叠成”一个连光都不能逃脱的点? 过去几年的天体物理学 带来了不可思议的发现。 激进化 我们对这些物体的理解。 如果早先的许多假设主要基于理论,那么我们现在有直接的证据,甚至独一无二的证据. 视觉。 。 。 。
为了解释为什么这些结果如此重要,让我们做个类比:想象一下你几个世纪以来听说过神秘的海怪,但在古代地图中只看到模糊的图画。 然后突然有人给你带来了质量。 图片 这些生物之一。 这种事件不仅让人好奇,而且打破了对现实的旧观念。 这发生在科学家第一次抓住黑洞的“阴影”时。 但一切如来.

引力波:空间音乐
我们了解黑洞的一大突破就是 重力波观测。 。 。 。 在阿尔伯特·爱因斯坦(英语:Albert Einstein)的著作中描述了大规模物体在空间时空结构中制造扭曲的想法. 但直到最近几年,我们才直接得到关于这种浪潮存在的确认。
分析:想象一个橡胶地毯,上面有一个巨大的球——它弯曲。 如果球碰撞或移动,"波"就诞生在地毯上. 同样,两个合并的黑洞会产生振荡,在光速下,空间时间会有所不同。 这些宇宙的“声音”是在巨型探测器LIGO和Virgo的帮助下学会“听到的”。 当记录出引力波的爆发时,科学家可以确定合并对象的质量,距离,以及其他参数.
  • 我们学到了什么? 黑洞的合并发生频率比预期的要高,物体本身可以拥有超过通常限度的各种质量.
  • 这有什么关系? 这些数据有助于澄清恒星和星系演化的模型,也证实了一般相对论的有效性.

事件视野的第一张照片
当然,近年来最大的事件之一是 黑洞第一张照片事件地平线望远镜(EHT)项目. 看到一个从字面上不放光的物体似乎有些矛盾,但科学家们却走上了诡计:他们记录了热气绕黑洞运行的电磁辐射,然后计算了阴影的力量 — — 所有光消失的区域。
为了了解尺度 想象一下你想拍什么 月亮上的橙红色 距离如此之大,单个望远镜无法应付. 因此,科学家们联合了世界各地的几个观测站来制造一个地球大小的望远镜. 结果是令人惊奇的:我们有了真实的形象,显示了在黑暗的中部地区“环绕”的特征。

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  • 你在看谁? 研究对象为位于银河系梅西耶87号(M87)中心的一个黑洞,位于离我们数千万光年的距离.
  • 这有什么用? 由于这些观察,我们可以直接测试以前只有纸面上的理论预测.

天体物理学革命:新地平线
所有这一切创造了真实的东西。 革命时 在空间科学方面,我们现在不仅可以研究黑洞本身,还可以研究它们的周围环境. 事实证明,许多星系中心有超大质量的黑洞,在形成星系“家园”方面发挥了关键作用。
更令人惊讶的是:一些科学家提出黑洞可以成为影响星系中物质分布的强相对论喷射的源头. 事实上,没有它们,我们的宇宙就会看起来不同:也许恒星的形成频率或其他地方会更低。 如何仍然是现代天体物理学最热门的问题.
其他研究领域包括:
  • 轮换的衡量 (后) 影响圆盘形成的黑洞;
  • 与暗物质的相互作用它能在事件地平线附近积聚和动能吗?
  • 查找量子效果量子引力的理论可以揭示地平线以外的事物.

神秘的解释:"黑洞就像宇宙之门"
为了更简化黑洞的概念,我们可以用一个比喻: 漩涡其中心是“失败”。 所有跨越漏斗边界(事件地平线)的事物都落在没有返回的区域. 这就像浴缸里的排水道一样:只要水在附近,你可以把它推开,但是如果它太近,就没有回头路了。

(英语).

结论:通往新发现的道路
黑洞不再是纯粹的抽象,每一个新的发现都迫使我们推向已知世界的界限. 从引力波到事件地平线的第一张照片,我们宇宙的图片都得到了重要细节的补充,这些细节证实了爱因斯坦相对论,使天体物理学向前发展. 在接下来的几年里,科学家们计划更准确地测量黑洞的特性,寻找异国情调过程的标志,也许掌握了解现实结构如何运作的钥匙.
对人类来说,这意味着我们成为 靠近点 解决宇宙中最令人感兴趣的谜题之一,同时打开通往新技术和基本知识新水平的道路. 毕竟,正如科学历史所显示的那样,通过研究“遥远和不可理解”的东西,我们同时为科学的未来找到解决办法。 每日活动 改变地球上的生活