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新科普 假如地球变成黑洞它的直径有多大?
发表日期:2019-05-27 01:01| 来源 :本站原创 | 点击数:
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  新科普 假如地球变成黑洞,它的直径有多大?

  2019-04-14 21:21

  “假如太阳变成黑洞,它的直径必需缩到6公里。假如地球变成黑洞,直径要缩到2厘米。”沈志强告诉听众。由此可见,宇宙中那些大型黑洞的质量有何等惊人。

  今天上午,上海科技馆演讲厅济济一堂,很多家长带着孩子来倾听上海科普大讲坛,中科院上海天文台台长沈志强研究员、左文文副研究员环绕“人类第一次用千里镜拍到黑洞照片”这一热点旧事,为公家讲解了黑洞的性质以及甚长基线干与丈量(VLBI)手艺观测黑洞的科学道理。“有胡想,无机会,有奋斗,一切夸姣的工具都能缔造出来。”演讲竣事前,沈志强用这句话勉励听众为胡想奋斗,有朝一日也实现“为黑洞摄影”如许的豪举。

  左文文在演讲中引见,黑洞是广义相对论方程式的一个解。此外,白洞、虫洞也是广义相对论方程式的解。与人类至今未发觉千丝万缕的白洞和虫洞比拟,黑洞这种超大质量、吞噬一切的“宇宙怪兽”早已闪现出它们的面貌。1916年,就在爱因斯坦颁发广义相对论的第二年,德国物理学家史瓦西就给出了黑洞的数学描述。他用数学言语描述的黑洞不带电、不动弹,只要一个参数——质量。黑洞的质量越大,它的史瓦西半径就越大。一个球体的半径若是小于其史瓦西半径,就是黑洞。黑洞的外圈被称为“事务视界”,即史瓦西半径。包罗光在内的所有物质一旦进入视界,就永久出不来了,这就是黑洞“吞噬一切”“漆黑一片”的特征。

  “假如太阳变成黑洞,它的直径必需缩到6公里。假如地球变成黑洞,直径要缩到2厘米。”沈志强告诉听众。由此可见,宇宙中那些大型黑洞的质量有何等惊人。比来多国千里镜结合拍摄到的M87星系核心的超大质量黑洞,经观考试证,其质量是太阳的65亿倍。距地球5500万光年。银河系核心的超大质量黑洞距地球2.6万光年,是太阳质量的400多万倍。

  黑洞既然漆黑一片,千里镜怎样能拍摄到它的影像呢?左文文说,其实黑洞并不是很黑,那些坠落到黑洞的物质在坠落过程中,其引力能会转换成光和热,构成环抱黑洞的吸积盘,并且高速扭转,“像印度大厨用手动弹的一个飞饼”。人类拍到的第一张黑洞照片上,那圈恍惚的环状光晕就显示了吸积盘的形态和亮度。“照片上光的颜色并不主要,光的强度才具有科学价值,黄色部门最亮。”

  拍摄并“冲刷”出这张照片,之所以难度很大,次要是由于M87星系核心黑洞距离遥远,足足有5500万光年。在地球上用千里镜观测,它的环状布局角直径大小只要42±3微角秒(1度= 60角分= 3,600角秒=3,600,000毫角秒=3,600,000,000微角秒),而满月的角直径为1800角秒,可见这个黑洞是何等难以观测,能拍到恍惚的照片,已表现了人类目前最高的手艺能力。这种手艺的英文简称是VLBI。简而言之,VLBI是将地球上多个处所的射电天文千里镜结合起来,编织成一张庞大的隐形观测网,达到巨型千里镜的观测结果。作为这一范畴的出名专家,沈志强引见说,VLBI不只适合观测黑洞等遥远天体,还能切确测定太空飞翔器的位置。凭仗这种能力,由上海佘山、北京密云、新疆乌鲁木齐、云南昆明等地射电千里镜构成的VLBI深空探测网,为嫦娥一号至四号成功导航,在我国探月工程中阐扬了主要感化。

  栏目主编:黄海华

  文字编纂:俞欢然

  题图来历:上海科技馆供给

  图片编纂:曹立媛

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