1. 黑洞照片怎么拍的揭秘首张黑洞照片完整拍摄过程
2019年4月10日公布了人类第一张真正的黑洞照片,其实在2017年4月份的时候,这个团队就在世界多个地区建立并连接了射电望远镜,利用无线电的最终成功成像,这也是世界14个研究中心共同努力的结果,所以实际上这是将各个天文台的照片叠加在一起,最终合成了一张图片,本站带大家一起了解。
什么是黑洞
所谓黑洞是一种超级强大的天体,它有着强大的吸引力,甚至于连光都不能逃逸出去,这是在爱因斯坦广义相对论中存在的。
而天文学家也根据质量将黑洞分成了三个大类,其一就是恒星级质量黑洞,其等于几十倍到上百倍的太阳质量;其二就是超大质量黑洞,它可能相当于几百万倍太阳质量甚至还多,而中等质量黑洞主要位于这两种黑洞之间。
黑洞是怎样的存在
黑洞的名字可能会让人误解,既然是黑黑的洞,大家也没办法看到啊。但是既然没办法直接看到,怎么样证明它的存在呢。
第一,黑洞有着强大的吸引力,可能对周围的恒星、气体等等产生比较大的影响,所以通过观测周围的环境就可以确认是否有黑洞存在。
第二,黑洞在吸收物质的时候会发出光,可以根据这光芒来判断和确认黑洞的存在。
第三,黑洞并不是一成不变的,可能会有一些生长的过程,可以通过这个来观察黑洞是否存在。
黑洞照片怎么拍的?
上面说的只能证明黑洞存在,但并不是直接看到黑洞,怎样拍摄到黑洞的照片,也是通过了一番努力的。有一项叫做Event Horizon Telescope的国际组织想要解决种种问题,可以通过传统的光学望远镜然后搭配其他的,最终创造出虚拟望远镜。
在2017年4月份的时候,这个团队在世界多个地区建立了并连接了连接射电望远镜,这个巨大的网络也是世界14个研究中心共同努力的结果。
几年来科学家都希望所有数据相连接,最终更加完整的展现图像,这样可以更好的捕捉到黑洞的具体形象。所以这张黑洞的照片实际上是将各个天文台的照片叠加在一起,最终合成了一张图片,现在看到的黑洞照片和传统照片不一样,这是利用无线电的最终成功成像的照片。
现在的研究也才刚刚开始,拍摄黑洞的照片仅仅是第一步,还有很多相关的知识等待着大家去研究。
2. 黑洞照片怎么拍的
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黑洞“照片”实际上是用事件视界望远镜拍摄的黑洞阴影。黑洞有强大的引力,在一定范围内连光线都无法逃脱,光线不能逃脱的临界范围被称为黑洞半径或者“视界面”。视界面以外的物质围绕黑洞转圈,形成明亮的吸积盘。中间不发光的黑洞在明亮吸积盘的衬托下形成“阴影”。
黑洞是宇宙中引力最强的单一天体,在它的视界边缘,连光都难以逃脱,原则上没有任何物质可以从黑洞的视界边缘(史瓦西半径边缘)逃出黑洞的引力束缚,虽然霍金辐射认为有些粒子对可以从黑洞的边缘逃逸,但其辐射的物质量可以忽略不计,因此如果说只看黑洞本体的话,它是不会发光以及发出任何电磁波辐射的。
那么为什么事件视界望远镜(全球八处射电望远镜阵列组成的像地球视面积一样大的虚拟望远镜)又可以拍到黑洞的照片呢?这其实还是由于黑洞并非是单独存在于宇宙中的,由于拥有强大的引力场,所以黑洞周围通常都会聚集有恒星行星等其他天体,特别是在一些超大质量黑洞周围,比如在我们银河系中心黑洞人马座a*的附近,至少有数百颗恒星在围绕它运行,这样我们就可以根据这些恒星的运动状况,来判断这个黑洞的存在并找到它的位置了。
恒星也都是大质量的天体,这些天体距离黑洞很近的时候,常常会有一部分物质为黑洞所吞噬,而在被黑洞吞噬之前,这些物质会围绕黑洞高速旋转,形成黑洞周围的吸积盘。这个吸积盘物质主要集中于黑洞的赤道地区,它看上去会非常的明亮,是宇宙中最为明亮的事物,而且由于黑洞的引力压缩作用,吸积盘上的部分粒子物质会转移到两极地区被喷射出去,形成强烈的x射线,通过它暴露出来的这些信息,我们就能以其光亮和射线等来判断黑洞的形状了。
事件视界望远镜所能拍摄的也是黑洞的这些部分,也就是视界边缘之外的部分,由于这部分也是有其结构的,而且不同区域的光度不同,所以将能看出黑洞的大致轮廓,如果再对其进行数据处理的话,比如倾向于贴近黑洞的视界边缘,将其附近电磁波等的强弱度表现出来,就可以得出关于黑洞的较为逼真的图像,事件视界望远镜所能拍到的黑洞的照片,大致就是这个样子。
虽然今天我们看到了历史上第1张关于黑洞的真实图像,但其实我们所看到的距离黑洞的内部世界仍然很远,而且黑洞的视界边缘也并非黑洞的本体,科学家认为黑洞内部存在一个奇点,这个奇点才是黑洞物质的主要集中地,但是由于它深藏于黑洞的中心,我们也许永远无法看到它。
3. 黑洞照片是怎么拍的
据介绍,照片上的黑洞离地球有5000多万光年,照片上是它5000多万年以前的样子。黑洞周围的空间是弯曲的。黑洞本身是不可见的,把黑洞放到放光的背景里,看到的照片就是这样的。
照片“主角”是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞,其质量是太阳的65亿倍,距离地球大约5500万光年。照片展示了一个中心为黑色的明亮环状结构,看上去有点像甜甜圈,其黑色部分是黑洞投下的“阴影”,明亮部分是绕黑洞高速旋转的吸积盘。
在这次拍摄黑洞照片的过程中,多台设备同时观测和记录,然后将数据汇总到一起分析。2017年4月份的观测中,8个台站在5天观测期间共记录约3500TB的数据(1TB等于1024GB,相当于500小时的高清电影)。
因为数据量庞大得不可能靠网络传递,所以EHT用硬盘来纪录每个望远镜的原始观测数据,再把硬盘寄回数据处理中心。
超级计算机需要获取相同的信号到达两个望远镜的时刻差(时延)以及时延随着时间的变化快慢(时延率),校正射电波抵达不同望远镜的时间差,最后综合两个望远镜的位置信息、信号的强度以及上述两个参数——时延、时延率,就可以对该天体的射电辐射强度和位置进行分析。
4. 我们能够拍摄黑洞吗
银河系中心超大质量黑洞的首张照片公布,从这张照片中可以看出一个被亮环状结构围绕的暗弱中心区域,而且这个黑洞的与之前拍摄的M87* 看起来非常相似,但是在质量跟体积上有着明显的不同。
这张银河系黑洞是人类的第二张黑洞图片,由原来的理论计算到现在的真实影像呈现在人们面前,多亏了事件视界望远镜EHT。 该望远镜由分布在全球6地的8个射电望远镜组成的虚拟望远镜,相信随着科技的发展会有越来越多清晰的黑洞照片。因为黑洞不发光,所以我们看不见黑洞自身,但绕转的发光气体给出了其存在的信号:一个被亮环状结构围绕的暗弱中心区域(称之为阴影)。照片上显现出的(射电)光都是由该黑洞的强大引力弯曲所致,这个黑洞的质量超过了太阳质量的四百万倍。
5. 人类首张黑洞照片亮相有版权吗
就算有版权,也是归拍摄组所有,与其他组织应该没有任何关系吧,除非那个组织能拿出,他们已经购买了该版权的证明,否则他们没资格宣布版权!
6. 两百余名科学家筹备了十年,人类第一张黑洞照片的拍摄究竟有多难
黑洞照片拍摄需要非常精高端的望远镜,同时黑洞照片拍摄不能即拍即得,需要科学家经过几个月的长时间对数据进行分析和统计。所以说黑洞照片的拍摄并不像大家想象中的那么简单,反而是一个非常复杂的科学研究过程。
因为黑洞内的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。而现在能对黑洞进行拍摄,无一不在说明现代科技的发展以及研究的进步。
7. 为什么首张黑洞照片要冲印两年是因为大吗
黑洞照片并非直接用照相机拍摄,因为需要长达两年的时间去“计算”出其接近的样貌,才对外公布。当我们提及黑洞时候,总会有人好奇黑洞到底是什么的样貌?网上所流传黑洞的样子基本上是模拟出来的,直到19年的4月才真正有机会看到现实中黑洞的样子,为何这个黑洞的照片需要两年时间才可以冲印出来?很简单,由于这是计算机计算出来的黑洞照片,数据很大自然需要比较长的时间。
并非因为黑洞的照片太大而需要两年时间去冲印,而是想需要真实计算出黑洞照片的时间真的很长。
8. 想买个天文望远镜来观测黑洞,买什么型号的好
如果题主想要买天文望远镜来观测黑洞,建议先入个门,先买一架哈勃太空望远镜练练手。哈勃售价大概15亿美元,折合人民币100亿元。不过,不知道NASA肯不肯卖?或者肯不肯再新造一架?
如果题主预算高一些,可以考虑NASA正在新造的更强望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜。这架望远镜功能比哈勃强很多,当然售价也就高很多,估计为96.6亿美元,折合人民币660亿元。
用这两架望远镜来观测宇宙,看到广义相对论所预言的引力透镜效应是没有问题的,上图就是哈勃曾经拍摄到的爱因斯坦环。但如果想要用它们来直接观测黑洞是不行的,因为黑洞会把光都吞掉,所以黑洞是无法直接看到的。不过,可以通过观测黑洞周围的恒星运动规律来间接探测黑洞的存在。
如果题主特别想研究黑洞,可以考虑入手事件视界望远镜,这种望远镜可以研究星系中心的超大质量黑洞的事件视界尺度结构。事件视界望远镜是全球合作项目,其造价可能与哈勃差不多。
我告诉你个大实话:再大的望远镜也只能看到天体的表面,而不能了解到天体的实质,要想知道天体的实质,在目前科学技术也无法完成的情况下,只能依靠自已的悟性去感悟其所以然。我还告诉你个大实话:对于其他人所提到的天体现象或图片及计算的数据,只能作为你在探䆒过程中的参照物,千万不能作为结果而停止了你的探究脚步,否则你将会一事无成。因为,如果把天地大自然当作一本知识书的话,那么人类目前对这本书的认知情况都处在"前言"的概念阶段。又如果把自古以来所有的 探索 者们当作学这书的学生的话,那么这些包括国际注名专家在内的比如霍金和爱因斯坦等都属于刚入门的初级学生。所以 探索 空间无限之广,追究无止境。
想买个天文望远镜来观测黑洞,买什么型号的好?
从理论上来看,用光学望远镜看黑洞并没什么毛病!尽管黑洞视界直径2-3倍以内即黑乎乎一片,但在这个界限以外却仍然可以观测到可见光!因为这是掉落黑洞的星际物质受到超强引力压缩后的将有部分能量以可见光的形式发射出来!从理论上用光学望远镜看到黑洞(黑洞吸积盘)是完全没有问题的!
一、最近的黑洞在哪里?
麒麟座V616,距离2800光年,这是目前已知离地球最近的黑洞!V616是一个双星系统,一个是9-13倍太阳的致密天体,另一个是0.5倍太阳质量的恒星!
为什么说这个致密天体就是黑洞?因为根据对附近恒星的影响可以计算出这个质量大约为太阳的9-13倍,而超过奥本海默质量的天体将会无可避免的坍缩为黑洞,因此我们还是有十足的理由相信这里存在一个黑洞!
那么它的视界是多大呢?
太阳的质量为:1.9891*10^30千克
黑洞质量我们按最大13倍计算
G=6.67259×10^-11N·m²/kg²
光速C=299792458米/秒
黑洞的史瓦希半径r=38380.8米
即:38.38千米,按直径计算约为76.76千米!
按2.5倍范围内无发在可见光波段观测,那么这个黑洞黑暗区域的直径约为191.9千米,假如你要买一个望远镜,想要看到黑洞的话,那么需要在2800光年外看到这个直径约为191.9千米的黑洞实体!
二、多大的望远镜才能看到?
决定望远镜能看多远距离上多大的物体的,并不是望远镜的放大倍数,而是望远镜的物镜直径!因此天文同好有两种追求:
1、无色差超级锐度的APO望远镜
2、大口径集光力超强的DOB
一般目视党的追求最多还有个日珥镜,当然这个不在我们讨论之列!那么我们不计光学素质,仅仅从口径的角度来计算下2800光年外一个191.9千米的物体大约需要多大的口径!
物体的长度/距离=1.22×可见光波长/望远镜口径
可见光波长一般取值为550nm,那么望远镜口径:
D=距离×1.22×可见光波长/物体长度≈92625432.06米
即:这个望远镜的物镜需要9.26万千米!
大约是地月平均距离的1/4多一点,当然想都不用想,这个望远镜没有人能买得起,甚至没有人能制造出来!因为拍摄M87*黑洞的望远镜是整个半个地球的射电望远镜组成的干涉阵列,而M87*黑洞是太阳质量的65亿倍,距离为5500万光年,当然有兴趣的朋友也可以从电磁波段计算下看清它需要多大的口径的望远镜!因为即使干涉阵列达到地球大小的射电望远镜也几乎是极限分辨率了!
观测黑洞还是相对来说容易的,因为我们观测黑洞是通过黑洞周围吸积盘的热辐射来观测的。这也是最早发现的黑洞,天鹅座X-1。当年美国天文学家贾科尼,用高空气球开始观测X射线源,开创了一代天文学新领域。我年轻时做的研究也是这个方向,所以非常熟悉。
我跟贾科尼先生有过一次“偶遇”,2004年在法国开会,他有一个专题讲座,我早早去会场,在会场的咖啡厅要了咖啡准备等下找个好位置听讲座。过了会,穿一身正装的贾科尼先生坐下,要了羊角面包+咖啡。开始准备资料。我过去,跟他说,您好,贾科尼先生,非常高兴今天有机会今天听您讲座,我是从事Chanra X射线卫星工作的。他问我是哪里来的,我说中国,他说他很快要访问中国.......为了不妨碍他,我就先回自己座位。那时候他刚拿诺贝尔奖,付钱的时候,他拿了一张大钞去付钱,服务生说,没有零钱,不用找了。
回到正题,要观测黑洞,那么用一台高能X射线成像仪器,用高空气球是最便宜的。这个东西没有卖,但是我能帮您定制,成本价5000万人民币,包你探测到X-1这样的黑洞周围的X射线辐射,从而算是看到黑洞。
如果您钱多,我也可以帮你出面谈,让李惕碚院士他们给您设计一个软X射线望远镜,按照目前价格,连同发射,15亿人民币应该够了。至于Chandra这一级的,目前国际形势有了变化,有钱未必能买下来。
有的答主说,哈勃什么的,可见光波段对黑洞的辅助观测目前不成熟。
黑洞由于本身不发光,而且还把光都吸收了,这就导致在可见光波段是没办法看见黑洞的,不管你用多逆天的望远镜都不可能直接看见黑洞,但是黑洞本身会不断吞噬周围的天体,在黑洞“吃饭”的时候,被“吃”的天体会由于黑洞的拉扯而形成发光的吸积盘,这样一来就能把黑洞给“勾勒”出来。
遗憾的是目前的哈勃望远镜是看不到黑洞的吸积盘的,就连更先进的詹姆斯韦伯望远镜也看不到,所以题主想买天文望远镜看吸积盘的梦想怕是要黄了。
现在为止人类从来没有真正意义上看到过黑洞,现在网络上流传的所有黑洞图片都是人为制作的,科学家们用来观测黑洞的工具是射电望远镜而不是光学望远镜,所以题主要是真的想看黑洞,我建议把贵州的那口锅买下来,毕竟FAST是目前最强的射电望远镜。
我们虽然看不见黑洞的吸积盘,但是射电望远镜可以收集到宇宙空间中的电磁信号,通过射电望远镜可以不断的收集黑洞的信息,当收集到一定程度之后,就能在计算机中模拟出黑洞的样子。
如果将来人类 科技 足够发达,那么就能人工制造一个小黑洞放在太阳系内,到时候只要你在安全距离,那么就能自由的对黑洞进行观测。
所以说题主不必花冤枉钱去买望远镜,只要让自己活到人类有能力制造小型黑洞那一天就行了。
就连哈勃、开普勒、斯皮策和钱德拉这样世界顶尖的太空望远镜也拍不到黑洞,即将上天的更先进韦伯望远镜也无法直接观测到黑洞。
迄今为止,人类还没有一张真正直观的黑洞照片,也就是说无论什么望远镜都无法直接观测到黑洞。更别说自己花钱买一个业余天王爱好者望远镜了。
黑洞是一种宇宙中最极端的天体,是迄今所知处于宇宙“食物链”的顶端的天体。宇宙中还没有什么天体能够与之抗衡,宇宙中速度最快最任性的光也不例外的被俘获,一旦进入它的事件视界,就别想逃脱。
这个理论认为,当一个星体足够致密时,其引力使得时空的一块区域极端扭曲,就连光也无法逃逸。人们用计算机模拟一颗大质量恒星坍缩过程,必然会出现这种致密星体,从而预言了黑洞的存在。
后来越来越多的证据指向黑洞真实存在于宇宙中,而且非常之多。但这些证据都并非直接看到,而是通过观测太空发出的能量辐射、引力对周边星体的扰动和牵制,甚至吞噬恒星等间接信息,来确定那里存在着一个看不见但摸得着(感觉得到)的奇异天体。
而且这些信息更多的是通过射电望远镜获得的,科学家们得到这些信息,通过综合分析计算机建模,就得出一个黑洞的状态。
现在黑洞的存在已经成为主流天文学界的认知,但也有不同的声音,一些天文学家依然质疑黑洞的存在。
世界天文学界正在建造更大更先进的望远镜,SKA项目就是一个宏伟射电望远镜阵列项目。
这个项目由多个国家联合打造(包括中国),拟在非洲、澳洲等地域建造数千台射电望远镜,形成叠加直径达到公里级乃至百公里级的大型射电望远镜平台,这样对于天体研究将会取得重要进展。
这个项目正在建设中,MeerKAT是SKA项目重要前期工程之一,由64台天线组成,今年已经拍摄出人类迄今为止最清晰的银河系中心黑洞照片(见上图),震惊了天文学界,预示着这个项目的巨大潜力。
这样的黑洞是一个天文爱好者们能够用望远镜看到的吗?
时空通讯观点,欢迎点评讨论。
建议题主上闲鱼,然后联系NASA卖家,听说哈勃望远镜要退休了,可以考虑买二手,不过人家同意不同意就不知道了,反正地球望远镜是看不到黑洞视界的。
如果店家不卖,可以花90亿美元请NASA出售詹姆斯韦伯备用望远镜,这里包括了火箭发射费用,然后你的后期维护,以后想多看几天,还要请人去天上修理你的望远镜。
不过,根据现实情况,我估计喊马云买这样的一个望远镜拿来自己玩,怕他都耐不住。
还有一个办法,就是出资慧眼计划,这样可以共享部分你想看到的不是敏感机密的内容,我估计你得花10亿美元左右的费用,毕竟我们国家造望远镜技术世界一流,但是性价比最高。
个人感觉你还是自己买一个望远镜好,不过你要提前几年,最快两三年才能拿到NASA的二手货。这个是DIY定做的没办法,量产是没办法卖出去的。
综上,你还想自己买一架望远镜看黑洞吗?而且黑洞视界内你是没办法看到的!
想必你是刚入门的天文爱好者吧,我们知道黑洞目前是无法用光学望远镜观测到的天体,只能观测黑洞对于周边星际物质或天体的影响从而间接的了解黑洞的存在与面貌。比如前不久公布的黑洞首张照片,是利用位于全球各处的八台亚毫米级的射电望远镜联合观测得到的图像。
肯定买不起这么多,毕竟每一台的造价都得上亿元。
由于这次拍摄的黑洞照片距离地球实在是太远了,距离地球足足五千多万光年,题主只是满足好奇心,用不着看那么远距离的,看看最近的麒麟座V616就够了。
麒麟座V616距离地球2800光年,质量大约为太阳的9-13倍,在它的周围还存在一颗质量只有太阳一半的伴星,你可以通过小型的X射线望远镜观测到此黑洞的吸积盘,不过,即便再小型,造价怎么着也得1亿元人民币,除非你和制造商关系比较好,给你打个折。
如果你想看到引力透镜:
引力透镜是爱因斯坦广相预言的现象,由于质量可以造成时空弯曲,所以光线在经过大质量的天体附近时,会发生偏折,就像是放了一个透镜在观测者与天体之间一样,这就造成了多重成像的结果,着名的爱因斯坦环就是引力透镜效应。
想要观测引力透镜效应需要使用光学望远镜,比如哈勃空间望远镜,只不过造价比较昂贵,有价无市,就算你买一个阉割版的光学望远镜,怎么着也得花费几亿元。
所以想要达到你的既定目标,不准备几个亿看来是办不成事情滴。
黑洞是否真实存在?前不久轰动全球的所谓黑洞照片也并非真正意义上的照片,而是靠电脑ps而成的数码图片,是按一些人的意愿对什么观察数据处理计算出来的,作为业余天文爱好者何必去凑这个热闹?要看到什么黑洞,其实并不难,你用个什么东西把你何望远镜挡一下就是黑洞了,没有任何光线进入望远镜,这和没有任何光线发射出来的黑洞原理一样,效果相同,更简单些,两眼一闭,你看到的就是黑洞。
9. 黑洞是啥玩意为什么现在才能拍黑洞照片以前不能拍吗
时空决定物质如何运动,物质决定时空如何弯曲。百年前爱因斯坦预言了黑洞,现已经被证实存在。科学家们花了两年的时间才拍到黑洞的照片,所以很珍贵撒。人们为什么要探索地球以外的世界,研究黑洞对我们有什么好处?你可以看看这篇关于黑洞的科普文章:揭秘黑洞:原来黑洞真实存在,黑洞究竟有什么?