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黑洞图片1000000张_世界上最强的武器黑洞炸弹_早春呈水部张十八员外韩愈

2019-08-22 01:02 网络整理 教案网

黑洞图片1000000张_世界上最强的武器黑洞炸弹_早春呈水部张十八员外韩愈

导语:这一台超越人类想象力的事件视界望远镜(EHT),将永远地记录在人类天文学史上,永垂不朽。

在北京时间 4 月 10 日 21 点整,人类第一张黑洞照片诞生了,说句实话看着这个甜甜圈,可能你们会和我一起,没有太多的惊喜。但你们不知道的是黑洞图片1000000张,就这么一幅甜甜圈,一线科学家们可是花了不少的功夫,今天我们不聊黑洞长啥样,一起回到地面看看这台拍摄出人类第一张黑洞照片的设备,事件视界望远镜(Event Horizon Telescope, 以下简称EHT),到底有什么不一样,也顺带讲讲里面的故事。

我们的目标:黑洞

在讲镜头之前,还是得先聊聊我们的目标 – 黑洞,简单来说黑洞是在宇宙空间中存在的一种引力非常大的天体。它的引力是如此之大以至于连光都无法逃脱,它存在于几乎所有星系的中心,通过不断吸收能成长到数百万甚至数十亿倍太阳的质量。

自从天文学家卡尔·史瓦西首次提出黑洞这个概念后,在这一百年来有非常多的天文观测间接佐证了黑洞的存在,但从来都没有能直接观测到,但这也不能怪科学家们,毕竟黑洞连光都被吸收掉黑洞图片1000000张,更别说拍下来了。

那ok,既然不能直接来,科学家就想出了一个办法。比如说,当一颗恒星离黑洞比较近时,恒星的物质就会被吸向黑洞,在黑洞周围形成一个高速运动的吸积气盘,正是这个东西使得黑洞呈现出了轮廓。

吸积气盘中的气体经过剧烈的摩擦发热,温度甚至高达数十亿度,发出的波能够不受阻碍地穿梭到地球的望远镜上。借由针对这种波的观测,天文学家便可以间接地发现黑洞了。

过去这些年科学家通过这些手段已经确认了20多个黑洞。而我们的主角,就在这其中。例如人马座A黑洞,是一个位于银河系中心“亮度”非常高的黑洞,它的直径长达4400万公里,足足有太阳的17倍,质量约为太阳的400万倍。

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听起来很大?实际上这家伙离我们有足足25000光年之远,差不多是站在北京去看一枚位于新加坡的硬币上的图案。诶,别要求太高了啊,这已经是我们已知黑洞中离我们最近的一个。

而另一个主角M87星系黑洞(对就是这一次发布图片的主角),其质量大概也有是30~60亿个太阳质量。在同类天体中,已知它是其中质量最大之一。它与我们太阳系的距离约5000万光年。

ok,目标确认了,那就来看看这一次的设备 –事件视界望远镜(EHT),它是第一个专门为拍摄黑洞而设计的望远镜,它将协助人类,探索宇宙最深处的事物。

一台分辨率不够,那就数量来凑。

上面提到,我们要观察的,是位于黑洞附近的波,这种波呈环形,就如同水塘里的涟漪,但鉴于路途遥远,抵达地球时就基本上是平波了。

有一天,他们用最后一滴燃料转了个弯,向地球漂去,在进入太阳系时,遭到“黑洞”的吸引,他们居然用 15 个太空服上的小喷气筒,又利用“黑洞”的惯性,获得亚光速向地球飞去。作为北京建设全国科创中心的主平台之一,怀柔科学城定位基础性科学研究,重点建设高能同步辐射光源、极端条件实验装置、地球系统数值模拟装置等大科学装置群,创新运行机制,搭建大型科技服务平台,并面向全球顶尖科学家及创新团队开放。南京大学肘研究与评价中心副主建议,济肘联盟要搭建员主流济肘间信息沟、数局享、合作研究、策队的台与机制。

想什么呢当然不是真的搭建,其实就是利用全球不同地方的望远镜组成望远镜阵列,来模拟出一台地球大小的望远镜,每台望远镜都收集并记录下来自黑洞的影像,随后再用超级电脑把数据结合,创造出黑洞的完整影像。而这个望远镜阵列,就叫做EHT。

ok,非常燃,想法也很暴力,但这个计划需要两个最关键的条件。

第一:所有望远镜必须处于完全同步,对设备稳定性有极高的要求。

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第二:观察数据是如此的庞大,连最高速的网络都无法承载。

一面镜子(镀银的玻璃平面镜)能反射光波,也能反射光子。折返镜头是一类比较特殊,镜头中央有一块黑色的圆形区域,光线在四周进入了之后会得到一次反射,经过这个圆形区域下面的镜子的反射之后进入相机,等于焦距进行了一倍的扩展。光波从波导下界面出发向上行进到波导上界面,在上界面遭全内反射返回到下界面,在下界面遭全内反射后与原来从下表面出发的光波叠加在一起,要发生相互加强,这两个光波的相位差应该等于的整数倍。

当EHT站点同步时,他们的记录可以在稍后被完美地对齐,就像镜子对齐光一样,所以如果镜子的表面是不稳定的,对EHT来说,不稳定的镜面就等于不稳定的记录。科学家为了确定数据稳定性,EHT采用了大约一亿年才会误差一秒钟的原子钟。

第二点,由于观测时收集到的数据量非常庞大,几小时就能产生以PB(1PB=1000000GB)为单位计算的数据,互联网当场暴毙。科学家决定把这些数据全部储存到硬盘中,直接使用空运到数据中心进行处理,没错,这就是传说中的。。

永远不要低估在高速公路上一辆装满硬盘的货车的带宽。

在数据中心,有一台超级电脑将所有站点的数据结合,在回放的过程中还需要把它们错开,来清理数据抵达不同望远镜的时间差,得到的数据随后即可被用来制作具有极高放大率的图像。

随着后来更多和分布更广的望远镜加入EHT,我们得到的视界图像会更加锐化,终于在17年4月份,来自全球30多个研究所的科学家们使用了8台分布在世界各地的EHT,对目标开始了正式的观测。

而这8台大家伙分别是:

智利 – 阿塔卡马毫米波阵(ALMA)

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夏威夷 – 亚毫米波望远镜(SMA)

南极 – SPT望远镜波阵

美亚利桑那州 – SMT望远镜

西班牙 – 毫米波望远镜(PV)

夏威夷 – 麦克斯韦望远镜(JCMT)

墨西哥 – 毫米波望远镜(LMT)

智利 – 阿塔卡马探路者实验望远镜(APEX)

同时也由于观测是有窗口期的,团队们只有10天的观测时间,时间相当紧凑和宝贵。

两年时间用来洗照片?成了!

经过科学家们不懈的努力,终于收集到大量黑洞影像数据,并空运送到位于美国的Haystack天文台和德国的马普射电所。数据团队分别对数据进行校验、生成图像。这一过程花了将近两年的时间。

通过这一次跨国界通力合作,终于在4月10号,由全球30多个研究单位组成的事件视界望远镜(EHT)团队,在上海、台北、东京、布鲁塞尔、圣地亚哥和华盛顿六地以汉语、日语、西班牙语和英语同步进行新闻发布会,宣布了人类首张黑洞照片及相关研究成果。这是人类认识黑洞一百年来首次目睹黑洞的真容。

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而这一台超越想象力的事件视界望远镜(EHT计划),将永远地记录在人类天文学史上,永垂不朽。

图片参考:

素材来源:pixabay.com,百度百科。

资料参考:

1.《黑洞照片怎么拍的》,作者:ehtelescope

2.《这台望远镜有地球那么大,科学家它来看黑洞》,腾讯太空

3.维基百科 – Wikipedia

4.《刚刚,EHT发布了人类第一张真实黑洞图像》,雷科技

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