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「热点资讯」杜达雄2012天体图片_19年4月10日之前黑洞图片是真实的黑洞照Cd2＊片还是想象图？—记者实录！2022已更新(今日／发现)
王卯卯 2022-07-28 15:17:11 2022秋季生活资讯 ℃
201 9年4月1 0日，世界上 第一张黑洞照片 诞生了。这个工程 称为“事 件视界望远 镜EHT”， 它凝聚了无数科 学家的心血。拍摄 过程中， 人们调集了 世界上八台射 电望远镜，数据 处理经过两年之久 。这当然 是一张真实 的照片。
黑洞连光都 能吸进去，为什么 还能拍照 片呢?拍一 张照片为什么 要花费2年的时 间呢?读一读本文 ，你将会 了解这些内 容。
首 先，需要给 大家介绍一下 望远镜的基本原 （环球网）理。要看清远处的 物体发出 的光需要 两个条件： 足够的光强和 足够大的角度。
物体发 出的光线经 过眼角膜和晶 状体折射后，会 在视网膜上成像。 如果光强 太弱，进入 眼睛的光子不 够，就不足以使 视神经产生反应， 所以我们 首先需要将 遥远物体发出 的光进行收 集和加强，这就需 要望远镜。
其次，物体不同 部位发出的光 会彼此成一定角 度，在视网膜上成 像也不是 两个（凤凰网）点，而 是两个光斑， 称为爱里斑，这 是由于衍射原因造 成的。
假如两 条光线的夹角太 小，光斑距离就会 特别近，如果 它们的圆心距离 小于半径，我们的 眼睛就无 法区分它们 了。看起来两 条光纤重合，发 光物体就变成了一 个点。
英国卡 文迪许实验室主 任、第三代瑞利男 爵仔细研 究了这个问 题。
他指 出：只有两条光线 之间的夹 角θ与衍射 孔径（中国日报网站）D和光的 波长λ满足入下 关系时，光线才是 可分辨的
例如：人 的眼睛对5 50nm的绿 光最为敏感，虹 膜直径大约5mm ，这样一 来人的眼睛 最小可分辨角 为
几百年前 ，人类就开始制 作望远镜了。比如 ，伽利略 就制作了一 台可以放大3 3倍的望远镜， 并用它观察到了月 球表面的 环形山和木 星的卫星。
伽利略的望远镜 使用了一 个凸透镜和 一个凹透镜。 凸透镜的焦距长 ，凹透镜的焦距短 ，并让二 者共焦点。 平行光线进入 物镜后向焦点汇 聚，但是到达焦点 之前被凹 （网易新闻）透镜恢复成平行 光，实现了宽平行 光变为窄 平行光，光 线被加强了。 同时，如果入射 光原本相对于眼睛 的夹角比 较小，经过 望远镜后角度 会被放大，于是 人的眼睛就可以分 辨了。
天文学 家开普勒也发明 了自己的望远镜， 开普勒式 望远镜使用 的是两个凸透 镜，也让他们共 焦点，它也能够实 现光线的 加强和角度 的放大。所不 同的是，开普勒 式望远镜所成的是 倒像，但 是这（腾讯新闻）对于天 文观测来讲并 没有带来太大的 麻烦。
折射式望远 镜的缺点在于 存在视差，有时 候会模糊不清。为 了克服这 个缺点，牛 顿发明了反射式望 远镜。
它通过 一个凹形反光面 收集光线，再利用 平面镜反 射和凸透镜 会聚实现光强 和角度的放大。
不过， 无论是折射 式望远镜，还 是反射式望远镜 ，都存在一个问题 ：它的观 察通过肉眼 和可见光进行 ，可见光的波 长短，容易被大 气散（人民政协网）射，到达地面 上的光微 弱而不稳定 。如何解决这 个问题呢?人们 有两种方法：
第一 ，既然大气 散射造成了这 个问题，那么就 到大气外面装一个 望远镜好 了。于是哈 勃望远镜问世 了。人们躲开了 大气的散射，看到 了许多从 未见到的景 象。
第 二，既然可 见光会被大气 散射，我们还可 以使用波长较长的 红外线或 微波进行观 测，它们更 容易穿透大 气层。于 是，人们就发 明了射电望远镜， 它的基本原理（搜狐新闻）与 牛顿的反射式望远 镜类似，只 不过使用的电磁波 是红外或 微波。宇宙 中许多物质发 光并不是可见光 ，只有通过射电望 远镜才能 观察到它们 。
无 论是眼睛、 光学望远镜还 是射电望远镜， 都要满足瑞利判据 。而且， 根据瑞利判 据，最小分辨 角θ=1.22 λ/D，射电望远 镜使用的 电磁波波长 λ比可见光更 大，此时必须增 大它的口径 D，才能分辨 出很小的角度（新浪网）。 所以世界各国都在 争向建设 大口径的射 电望远镜。例 如中国贵州建设 的500米口径球 面射电望 远镜（FA ST），工作 波长在0.1m 左右，口径达到了 500米 。这么大面 积的射电望远 镜可以汇聚宇宙 中微弱的电磁波， 同时也可 以分辨更小 的角度。
如果用FAST观 察黑洞， 能不能做 到呢?
比如，我 们这次拍照片的 黑洞是室女座的M 87中心 黑洞，它的 直（百度新闻）径大约10 00亿公里，距 离我们5500万 光年。
显然，这 么小的角度用肉眼 是肯定分 辨不开了。 观察黑洞的射 电望远镜工作波 长大约λ=1.3 mm，我 们将角度和 波长代入瑞利 判据，可以得到 望远镜口径的最小 值：
科学家总有 办法。既然一个 望远镜达不到这么 大口径， 我们可不可 以使用多个望 远镜达到这个目 的呢?
比如，一个 望远镜口径不 够，我们可以用 两个相距一定距离 的射电望远镜 组成网络，它就 相当于一个“镂空 ”的反射 式望远镜。 这样二者之间 的距离就相当于 “镂空”望远镜的 口径了。
按 照这个思路， 人们组织世界各 地的射电望远镜组 成了“甚 （联合早报）长基线干涉 望远镜网络” VLBI，把地 球变成了一个巨大 的反射式 望远镜。
不仅如此， 科学家们还设想： 如果伴随 着地球围绕 太阳的公转， 这个VLBI的 虚拟望远镜口径甚 至可以达 到地球的公 转轨道那么大 ，我们终于能够 看到更加遥远的 宇宙了。
1915年，爱 因斯坦提出了广义 相对论，用以 解释宇宙。很快 ，科学家史瓦西就 根据爱因 斯坦的相对 论计算出了一（新浪新闻） 个特殊的解，这 就是假如天体的质 量足够大 ，就连光都 无法逃脱，就 会形成黑洞。
爱因斯坦的 结论到底 对不对呢? 一百年来，人 们验证了爱因斯 坦的质能方程、狭 义相对论 和弱引力场 中的广义相对 论，发现爱因斯 坦总是对的。可是 在黑洞这 种强引力场 中，广义相对 论正确不正确， 还没有证实。人们 迫切需要 一张黑洞的 照片，去进一 步证实爱因斯坦 的结论。
在这样的 背景下，2 （中国新闻网）012年，天 文学家们在美国 亚利桑那州开会， 决定组织 一批世界不同地 区的射电望远镜， 使用VL BI技术对 银河系中心黑 洞和室女座M8 7中心黑洞进行观 测，这里 面甚至包含 了南极洲的望 远镜。人们把这 个项目命名为事件 视界望远 镜EHT。
处理 这些数据花了两年 的时间。 因为原本人 们并不知道黑 洞是什么样子的 ，需要通过海量的 数据通过 一些方法还 原到图像。这 就好像公安局的 画手通过受害者的（中国日报网站） 描述给罪 犯画像一样 ，如果一个画 手画，他可能会 往自己心中罪犯的 形象倾斜 ，不能保证 客观。于是， 世界上多个小组 针对数据开展了自 己的还原 计划，直到 所有人的结果 都一致了，黑洞 照片才能真正与大 家见面。
（微波是 肉眼不可见的 ，这张照片的 颜色是人 工渲染的。 ）
还 有一个小 问题要解释 一下。黑洞连 光斗吸引的进去 ，我们是如何看到 它的呢?
实 际上，所有有 质量的物体（中国日报网站），都 会造成一个引力势 阱，地球 就是在这个 引力势阱周围 运动。因为太阳 的质量不够大，所 以引力势 阱不够深， 只要物体以光 速运动，就一定 能脱离太阳的引力 。
但是，黑 洞的质量太大 了，它的引力势 阱也非常深。在它 附近有一 个范围称为 视界，世界外 面的光还是可以 逃脱黑洞的引力， 而世界里 面的任何物 体都无法逃 脱，只能向 着中心点 ——奇点运 动。
在黑 洞附近的恒星由于 （百度新闻）受到黑洞巨 大的引力作 用，有些物质 会被黑洞吸引。 这些物质会围绕着 黑洞运动 ，称为吸积 盘。而且，在 它们向着黑洞 运动的过程中， 速度越来越快，温 度约来越 高，就会发 出电磁波，这 就是我们拍摄到 的黑洞照片：视界 外面的吸 积盘。
有些黑洞由于 磁场的影响会将等 离子体向 着垂直吸积 盘的方向喷射 出去，就形成了 喷流。M87的喷 流有几千 光年之远， 非常壮观，这 在之前就已经（搜狐新闻）被 哈勃望远镜拍摄到 了。
一张模糊 的黑洞照片，凝 聚了成千上万科学 家的心血 。人们通过 数年时间，在 高科技设备的帮 助下，再次 印证了爱因斯 坦的广义相对论 。一百年前，在没 有哈勃望 远镜和射电 望远镜的时候 ，爱因斯坦就知 道答案了。
今日最新疫情： 发布时间： 疫情指数： 孝感 25分钟前 +150 运城 21分钟前 +317 绵阳市 17分钟前 +417 西北要闻 13分钟前 +34 瑞利判据
这 个关系称为瑞利 判据。
如果光线 夹角小于 这个值，我们就 无法分辨它们。遥 远的星星 不同部位发 出的光进入眼 睛时夹角太小， 所以大部分的星星 看起来都 是一个点。 为了增大这个 （人民网）角度从而看清远 处物体的结构， 我们也需要望远镜 。望远镜
甚长基 线干涉技术VLB I
经 过计算我们可 以得出肉眼观察 时黑洞张角 
也就是 说，这个望 远镜的口径至少要 8000 公里！地球 的半径只有（人民政协网）6 400公里，怎 么去建设这么大的 望远镜呢 ?
第一张 黑洞照片
2 017年4月， EHT项目对两个 目标进行 了持续十天 的观测。为了 保证同步，每一 个射电望远镜都配 备了精密 的原子钟。 数（央视网）据记录下来 的数据有10P B那么大，大约相 当于一万 块1T硬盘 的容量。许多 天文台并没有网 络，这些数据被装 在特制的 硬盘里，送 到了美国的麻 省理工学院和德 国的马克思普朗克 射电所。 值得一提的 是，由于南极 洲有禁飞期，这些 数据等了 好几个月才 从南极运出来 。
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