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黑洞吸東西為什麼要這么漫長

發布時間: 2022-03-12 16:25:11

① 黑洞能無止境地吸東西嗎

這個應該能回答你。(轉)
黑洞五大誤傳

文:黃永明
黑洞是宇宙中最不可思議的天體。愛因斯坦提出廣義相對論之後的第二年,即1960年,科學家們才理解並接受了黑洞的存在。今天,黑洞已經廣為人知,這個曾經僅僅存在於物理理論中的怪物已經被人們泛化到了其他許多層面,並賦予了它新的含義。
與此同時黑洞也早已成為科幻小說、科幻影視中頻頻出現的神奇天體。這些科幻作品讓許多人認識了「黑洞」這個怪物,但同時也帶來了種種對黑洞的誤解。這里我們總結出五種最為常見的對黑洞性質的誤傳,也相應給出真實的情形。請看一看,你的腦海中是否也存在這些以訛傳訛的誤解,是否能分清黑洞的科學與科幻?

誤傳1:黑洞是時空旅行的通道
宇航員在執行任務是不幸遭遇了黑洞,當他們發現時已經無力回天——他們無可避免地掉進了黑洞!但也許這不見得就是一場災難——在一些科幻作品中,黑洞被描述為通向宇宙其他地點或者其他宇宙的大門,宇航員掉入黑洞後會幸運地到達宇宙的其他地方乃至另外一個宇宙!有一部電影的宣傳語就是:「一次從萬物終結之處開始的旅行。」
但不幸的是,終結就是終結,這里不會再有新的旅行。很多黑洞僅僅是大質量恆星的演化終點。這些恆星的質量在太陽的10倍以上。在它們的一生中,總有兩種不同的力量在相互抗衡:自身的引力向內施壓,而內部熱核聚變反應所產生的能量則向外施壓。當這兩種力量不分伯仲的時候,恆星就處於較為穩定的狀態。但恆星內部用於熱核聚變的的燃料終有一天要用盡,當這一天來臨時,力量的懸殊就會顯現出來。一旦引力佔了上風,恆星就無可避免地向內坍縮,並且引力的作用會越來越劇烈。隨著恆星的物質變得越來越緻密,它的逃逸速度也越來越大。當恆心緻密到逃逸速度大於光速時,一個黑洞就形成了。此時,即便是宇宙間運動速度最快的物質——光——也無法逃離黑洞了。
另外,宇宙中還有一些質量非常巨大的黑洞,他們位於星系和類星體的中心。比如我們銀河系的中心就有一顆超大質量黑洞,它的質量是太陽的400萬倍。這些黑洞的形成過程還不完全清晰。但不論是恆星質量黑洞,還是超大質量黑洞,從天文學角度來看,都與時空之門無關,它們不過是天體的一種極端存在形式。
在時空旅行的幻想中,還常常出現「蟲洞」。蟲洞被認為是有兩個黑洞經「愛因斯坦-羅森橋」連接而成的。1935年愛因斯坦和羅森提出了愛因斯坦-羅森橋,但這一理論並沒有提及橋兩端所連接的時空具有何種關系。於是在科幻中,宇航員從一個黑洞進入另一個黑洞進入,會從另一個黑洞出去,這樣就發生了時空旅行。但真實的情形是,到目前為止,天文學家在實際的觀測中已經發現了不少黑洞的存在跡象,卻從未有任何證據證明蟲洞的存在。蟲洞目前僅僅是數學上的結果,可能永遠也只是數學上的結果。
此外還有另一種更為詭異的說法:黑洞可能與白洞相連,當一個人從黑洞進入後,可能由白洞出來。事實上,白洞也僅僅是數學上與黑洞相對的結果,在自然界中是否真的存在也很值得懷疑。而白洞與黑洞相連的說法就顯得更加不可能了。退一萬步說,假設真的有黑洞與白洞相連,那麼當一個人投身黑洞,那麼早在他從白洞「鑽」出來之前,他已經在黑洞巨大的潮汐里的作用下被撕得粉碎了!

誤傳2:黑洞會把所有的天體都「吸」進去
連光都無法逃離黑洞的魔掌,更不用說其他物質了。不管是恆星還是行星,宇宙中的一切其他的天體最終都會被黑洞吸進去,我們銀河系中心的超大質量黑洞最終會把整個星系都吃掉——這只是個時間問題,對嗎?
不是這樣的。事實上,黑洞不會「吸」任何東西。黑洞的引力與宇宙中其他天體的引力在性質上沒有差別,對於遠處的物體來說,黑洞的引力並不能把它們怎麼樣。假如我們的太陽系突然演化成了一個黑洞,那麼這個黑洞並不會把太陽系中的大小行星統統吃掉。我們的地球仍會在現在的軌道上運行下去(嚴格說來,從長時間來看可能會有微小變化),唯一明顯的變化就是天氣會變得異常寒冷——因為缺少了陽光的溫暖。
黑洞就像是水中的旋渦,只有當你離它太近的時候,它才會對你構成威脅。黑洞有一個「史瓦西半徑」,只有當你越過了這個半徑,你才會無法自拔地被黑洞「吸」進去。史瓦西半徑可以從逃逸速度的方程中計算得到。在史瓦西半徑以內,光都無法逃逸。我們的太陽的半徑大約是70萬千米。當太陽突然變成黑洞,太陽系中的大小行星全都會處於「安全線」之外。當然,我們的太陽是不會變成黑洞的,因為它的質量太小了。太陽最終會演化為一顆白矮星。那些經歷一系列演化後中心質量在太陽的2.5倍以上的天體,才有可能演化為黑洞。
那麼,為什麼在史瓦西半徑以內,黑洞的引力會極為強大呢?在數學上,一個物體所產生的引力可以被看作是集中於一點的。對於球體來說,這個點位於球心。當你站在地球表面,你距離球心是最近的,因而你感受到了地球所能帶給你的最大的引力。假設某一天,地球開始向中心坍縮,那麼站在地球表面的你就會隨之移向地球的中心,也就是說你里地球中心越來越近,這時你就會感到自己越來越重,因為你受到的引力越來越大。但假如你沒有隨著地面移動,而是懸在原地不動,那麼你便不會感到引力有何變化。黑洞是一種極端的情況,理論上,天體演化為黑洞時,原先的物質會坍縮到體積為零、密度為無窮大,其他物質能夠非常接近原先天體中心,因而受到極為強大的引力作用。

誤傳3:黑洞的密度無窮大
在廣義相對論中,黑洞中存在一個「奇點」,這個奇點的體積為零、密度為無窮大。任何物體跌入黑洞後,最終都會粉身碎骨地撞到奇點上。然而,奇點只是計算得來的產物,在真實的物理世界中,密度為無窮大的狀態不應該出現。從量子輻射的角度來考慮,假如一個物體的密度為無窮大,那麼它是無法長時間存在的,它會在眨眼間就消失。
實際上,從史瓦西半徑的計算公式中很容易看出,黑洞的史瓦西半徑的長度與黑洞的質量成正比。史瓦西半徑給出了黑洞「視界」的大小,人們一般將視界之內的體積看作黑洞的體積。假如一個黑洞的質量是另一個的10倍。那麼,前者的史瓦西半徑的長度就是後者的10倍。進而可知,前者的體積是後者的1000倍。這時再計算密度就會發現,前者的密度是後者的1/100。由此可見,當黑洞的質量增加時,它的密度會迅速減小。
假如一個黑洞的質量與我們的太陽相當,那麼它的密度就是100億頓/立方厘米,這樣大的密度簡直難以想像。而對於星系中心的超大質量黑洞而言,它們的密度則可能比水還要小。有人計算,宇宙質量的黑洞的密度會小到10的-23次方克/立方米。
另一個有趣的現象是,超大質量黑洞在視界處的潮汐力可能並不大。一名宇航員如果飛向一個恆星質量的黑洞,那麼他早在到達視界之前就會被撕裂;但如果他飛向一個超大質量黑洞,那麼他有可能在越過視界後仍安然無恙。

誤傳4:實驗室中產生的量子黑洞可能吃掉整個地球
在科學家業已發現的四種基本力(強力、電磁力、弱力、和引力)中,引力是最弱的力。目前有一些「怪異」的理論來解釋這種現象。比如有理論認為,引力並不是本質上就很弱,但它之所以表現得弱,是因為它的力量傳播到了一些看不到的維度中。在三維的世界中,當你把兩件物體的距離拉近一半,那麼它們的間的引力將變為原先的四倍;但如果在九維的情況下,當你把兩件物體的距離拉近一半,它們間的引力將變為原先的256倍!這種理論意味著,假如我們的宇宙中存在一些看不到的小維度,那麼在極小的距離上,引力可能會成為一種很強的力。再進一步,這可能意味著,在科學家的實驗室中,機器可能會擁有製造量子黑洞的能量。
這種擔心其實是多餘的。每天,來自宇宙空間的高能粒子都在撞擊地球。據計算,由此撞擊出的小黑洞每天可能有100個。如果這些小黑洞能吃掉地球的話,那麼地球早就不存在了。可是,這些小黑洞為什麼無法對地球的安全造成威脅呢?
1970年,史蒂芬·霍金提出,黑洞是有輻射的,它們會有「蒸發」。黑洞的溫度與它的質量成反比。一個黑洞的質量越小,它的溫度就越高,「蒸發」過程也越快。實驗室中製造出來的黑洞(如果能造出來的話),它們的溫度可能就已經「蒸發」殆盡了。如果想讓這樣的黑洞存活下來,那麼就必須使它周圍的溫度比它的溫度還要高。要知道,即便是在太陽的中心,也是遠遠達不到這種溫度的。
然而幻想中會有所不同。假設你有某種方法使量子黑洞周圍的溫度高於黑洞,那麼黑洞就會慢慢長大。隨著質量的增加,黑洞會逐漸冷卻。待到黑洞冷卻到一定程度,它會進入一種穩定的狀態,最終你可以把它從原先的超高溫環境中取出,為你所用。當然,也有一些科幻作家已經指出,假如這樣的黑洞被不小心掉在了地上,那麼它會一路吃到地心,最後整個地球都會完蛋。
下面回到現實。現在,歐洲核子中心正在建設「大型強子對撞機」,該對撞機最早有可能在2007年投入運行。該對撞機能夠令粒子在極大的能量中碰撞,甚至模擬出宇宙大爆炸剛剛發生之後宇宙中的環境。該對撞機位於法國和瑞士的接壤之處,但請放心,即便它不小心製造出了黑洞,黑洞也不會吃掉法國或瑞士。

誤傳5:在掉進黑洞的過程中,我會看到宇宙命運在我眼前閃過
假如你乘著飛船向黑洞撞去,遠處有一個你的噴夠目送你,那麼你的這個朋友將永遠也看不到你越過視界的那一刻。因為在視界附近,由於引力的作用,時間的流動變得很慢,在你接近視界的過程中,你的飛船發出的光線需要越來越長的時間才能到達那位朋友的眼睛。在視界處,這個時長變為無窮大,你發出的光線永遠也到達不了朋友的眼睛了。
那麼,這是否意味著你需要無窮大的時間才會撞到奇點上,而你可以看到宇宙的命運在你眼前閃過呢?不是的。對你來說,你也許需要花費一些時間到達視界,但只要越過了視界,那麼須臾之間你就會到達「萬物的終結之處」。在你看來,時間並沒有變慢。你的朋友所看到的只是某種假象,也許你早已撞上了奇點,但你的朋友所看到的景象還是你正在接近黑洞。
另一方面,實際上,在你不斷接近時視界的過程中,你的飛船所發出的光線的波長會越來越長。對你的朋友來說,也許起初還可以看到你的飛船在光學波段的影象,然後光學波段看不到了,只好在紅外波段看,後來紅外波段也看不到了,只能在無線波段看,到了最後,光線的波長被紅移到非常大的程度,你的朋友用什麼儀器都看不到你了。
在跌入黑洞的過程中,你所能看到的僅僅是被扭曲了的宇宙景象,因為黑洞造成的時空彎曲可能會使外部傳來的光線發生扭曲。即便是進入到視界以內,你仍然可以看到(當然,如果你還活著的話)外面的星光。因為光線可以進入黑洞,只是出不去。也許在你看來,星空會有些扭曲,但決不會看到宇宙的命運的「快進」版本。
但是,假如我們可以用某種方法抵消黑洞的引力,使你的飛船恰好停留在視界處,則你將會看到宇宙在你眼前終了一生。當然,這僅僅是一種不可能的假設

② 黑洞為什麼可以吸東西

引用資料:」黑洞[的產生過程類似於中子星的產生過程;恆星的核心在自身重力的作用下迅速地收縮,塌陷,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個密實的星體,同時也壓縮了內部的空間和時間。但在黑洞情況下,由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是一個密度高到難以想像的物質。由於高質量而產生的力量,使得 黑洞任何靠近它的物體都會被它吸進去。黑洞開始吞噬恆星的外殼,但黑洞並不能吞噬如此多的物質,黑洞會釋放一部分物質,射出兩道純能量——伽馬射線。「希望我的回答對您有幫助

③ 黑洞真的這么可怕嗎,被黑洞吸走的東西去了哪裡

黑洞真的很可怕,掉進黑洞的東西在外面是看不到的,因為光無法逃逸。如果你掉進黑洞,從你的角度看外界會發現黑洞外的世界在無限快進, 因為你的時間被黑洞無限拉長了, 以至於你的一秒鍾在外面都幾十億年了。太陽也是黑洞現象的一個反例,太陽正在處於膨脹狀態,遲早有一天會膨脹到吞噬整個太陽系。

1969年,約翰·惠勒將未知的存在稱為“黑洞”,並提出了黑洞只有質量、電荷量和角動量三個守恆量,其餘一切物理量都被巨大的引力“撕碎”在視界之內了——這個假說在1973年被霍金等人證明,就是著名的“黑洞無毛定理”。才到第二年,已經失去語言能力的霍金又給出了黑洞向外輻射能量的方式,就是更著名的“霍金輻射”了——我們要想理解這種輻射,還需要一些量子論的鋪墊。


霍金輻射指出,在黑洞的視界附近,這些真空中涌現出來的虛粒子突然有了實化的機會:這一正一反兩個粒子存續地時間雖然很短,但也有可能因為靠近黑洞視界而墜落進去。這種墜落不必同時發生,甚至另一個粒子也可能不落入視界,因為它已經沒有湮滅的夥伴,可以久遠地留存在宇宙中了,那麼當它離開黑洞的時候,就表現為黑洞發出了輻射,也就是霍金輻射。

④ 黑洞是如何形成的,被黑洞吸進去的東西又邊成了什麼

「黑洞」很容易讓人望文生義地想像成一個「大黑窟窿」,其實不然。所謂「黑洞」,就是這樣一種天體:它的引力場是如此之強,就連光也不能逃脫出來。

根據廣義相對論,引力場將使時空彎曲。當恆星的體積很大時,它的引力場對時空幾乎沒什麼影響,從恆星表面上某一點發的光可以朝任何方向沿直線射出。而恆星的半徑越小,它對周圍的時空彎曲作用就越大,朝某些角度發出的光就將沿彎曲空間返回恆星表面。

等恆星的半徑小到一特定值(天文學上叫「史瓦西半徑」)時,就連垂直表面發射的光都被捕獲了。到這時,恆星就變成了黑洞。說它「黑」,是指它就像宇宙中的無底洞,任何物質一旦掉進去,「似乎」就再不能逃出。實際上黑洞真正是「隱形」的,等一會兒我們會講到。

那麼,黑洞是怎樣形成的呢?其實,跟白矮星和中子星一樣,黑洞很可能也是由恆星演化而來的。

我們曾經比較詳細地介紹了白矮星和中子星形成的過程。當一顆恆星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,直到最後形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。

質量小一些的恆星主要演化成白矮星,質量比較大的恆星則有可能形成中子星。而根據科學家的計算,中子星的總質量不能大於三倍太陽的質量。如果超過了這個值,那麼將再沒有什麼力能與自身重力相抗衡了,從而引發另一次大坍縮。

這次,根據科學家的猜想,物質將不可阻擋地向著中心點進軍,直至成為一個體積趨於零、密度趨向無限大的「點」。而當它的半徑一旦收縮到一定程度(史瓦西半徑),正象我們上面介紹的那樣,巨大的引力就使得即使光也無法向外射出,從而切斷了恆星與外界的一切聯系——「黑洞」誕生了。

與別的天體相比,黑洞是顯得太特殊了。例如,黑洞有「隱身術」,人們無法直接觀察到它,連科學家都只能對它內部結構提出各種猜想。那麼,黑洞是怎麼把自己隱藏起來的呢?答案就是——彎曲的空間。我們都知道,光是沿直線傳播的。這是一個最基本的常識。可是根據廣義相對論,空間會在引力場作用下彎曲。這時候,光雖然仍然沿任意兩點間的最短距離傳播,但走的已經不是直線,而是曲線。形象地講,好像光本來是要走直線的,只不過強大的引力把它拉得偏離了原來的方向。

在地球上,由於引力場作用很小,這種彎曲是微乎其微的。而在黑洞周圍,空間的這種變形非常大。這樣,即使是被黑洞擋著的恆星發出的光,雖然有一部分會落入黑洞中消失,可另一部分光線會通過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。所以,我們可以毫不費力地觀察到黑洞背面的星空,就像黑洞不存在一樣,這就是黑洞的隱身術。

更有趣的是,有些恆星不僅是朝著地球發出的光能直接到達地球,它朝其它方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恆星的「臉」,還同時看到它的側面、甚至後背!

⑤ 為什麼黑洞能吸任何東西

黑洞中隱匿著巨大的引力場,這種引力大到任何東西,甚至連光,都難逃黑洞的手掌心。黑洞不讓任何其邊界以內的任何事物被外界看見,這就是這種物體被稱為「黑洞」的緣故。我們無法通過光的反射來觀察它,只能通過受其影響的周圍物體來間接了解黑洞。據猜測,黑洞是死亡恆星或爆炸氣團的剩餘物,是在特殊的大質量超巨星坍塌收縮時產生的。

因為黑洞是不可見的,所以有人一直置疑,黑洞是否真的存在。如果真的存在,它們到底在哪裡?

黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程;恆星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮,發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止,被壓縮成一個密實的星球。但在黑洞情況下,由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去,中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末,剩下來的是一個密度高到難以想像的物質。任何靠近它的物體都會被它吸進去,黑洞就變得像真空吸塵器一樣

為了理解黑洞的動力學和理解它們是怎樣使內部的所有事物逃不出邊界,我們需要討論廣義相對論。廣義相對論是愛因斯坦創建的引力學說,適用於行星、恆星,也適用於黑洞。愛因斯坦在1916年提出來的這一學說,說明空間和時間是怎樣因大質量物體的存在而發生畸變。簡言之,廣義相對論說物質彎曲了空間,而空間的彎曲又反過來影響穿越空間的物體的運動。

讓我們看一看愛因斯坦的模型是怎樣工作的。首先,考慮時間(空間的三維是長、寬、高)是現實世界中的第四維(雖然難於在平常的三個方向之外再畫出一個方向,但我們可以盡力去想像)。其次,考慮時空是一張巨大的綳緊了的體操表演用的彈簧床的床面。

愛因斯坦的學說認為質量使時空彎曲。我們不妨在彈簧床的床面上放一塊大石頭來說明這一情景:石頭的重量使得綳緊了的床面稍微下沉了一些,雖然彈簧床面基本上仍舊是平整的,但其中央仍稍有下凹。如果在彈簧床中央放置更多的石塊,則將產生更大的效果,使床面下沉得更多。事實上,石頭越多,彈簧床面彎曲得越厲害。

同樣的道理,宇宙中的大質量物體會使宇宙結構發生畸變。正如10塊石頭比1塊石頭使彈簧床面彎曲得更厲害一樣,質量比太陽大得多的天體比等於或小於一個太陽質量的天體使空間彎曲得厲害得多。

如果一個網球在一張綳緊了的平坦的彈簧床上滾動,它將沿直線前進。反之,如果它經過一個下凹的地方 ,則它的路徑呈弧形。同理,天體穿行時空的平坦區域時繼續沿直線前進,而那些穿越彎曲區域的天體將沿彎曲的軌跡前進。

現在再來看看黑洞對於其周圍的時空區域的影響。設想在彈簧床面上放置一塊質量非常大的石頭代表密度極大的黑洞。自然,石頭將大大地影響床面,不僅會使其表面彎曲下陷,還可能使床面發生斷裂。類似的情形同樣可以宇宙出現,若宇宙中存在黑洞,則該處的宇宙結構將被撕裂。這種時空結構的破裂叫做時空的奇異性或奇點。

現在我們來看看為什麼任何東西都不能從黑洞逃逸出去。正如一個滾過彈簧床面的網球,會掉進大石頭形成的深洞一樣,一個經過黑洞的物體也會被其引力陷阱所捕獲。而且,若要挽救運氣不佳的物體需要無窮大的能量。

我們已經說過,沒有任何能進入黑洞而再逃離它的東西。但科學家認為黑洞會緩慢地釋放其能量。著名的英國物理學家霍金在1974年證明黑洞有一個不為零的溫度,有一個比其周圍環境要高一些的溫度。依照物理學原理,一切比其周圍溫度高的物體都要釋放出熱量,同樣黑洞也不例外。一個黑洞會持續幾百萬萬億年散發能量,黑洞釋放能量稱為:霍金輻射。黑洞散盡所有能量就會消失。

處於時間與空間之間的黑洞,使時間放慢腳步,使空間變得有彈性,同時吞進所有經過它的一切。1969年,美國物理學家約翰 阿提 惠勒將這種貪得無厭的空間命名為「黑洞」。

我們都知道因為黑洞不能反射光,所以看不見。在我們的腦海中黑洞可能是遙遠而又漆黑的。但英國著名物理學家霍金認為黑洞並不如大多數人想像中那樣黑。通過科學家的觀測,黑洞周圍存在輻射,而且很可能來自於黑洞,也就是說,黑洞可能並沒有想像中那樣黑。
霍金指出黑洞的放射性物質來源是一種實粒子,這些粒子在太空中成對產生,不遵從通常的物理定律。而且這些粒子發生碰撞後,有的就會消失在茫茫太空中。一般說來,可能直到這些粒子消失時,我們都未曾有機會看到它們。

霍金還指出,黑洞產生的同時,實粒子就會相應成對出現。其中一個實粒子會被吸進黑洞中,另一個則會逃逸,一束逃逸的實粒子看起來就像光子一樣。對觀察者而言,看到逃逸的實粒子就感覺是看到來自黑洞中的射線一樣。

所以,引用霍金的話就是「黑洞並沒有想像中的那樣黑」,它實際上還發散出大量的光子。

根據愛因斯坦的能量與質量守恆定律。當物體失去能量時,同時也會失去質量。黑洞同樣遵從能量與質量守恆定律,當黑洞失去能量時,黑洞也就不存在了。霍金預言,黑洞消失的一瞬間會產生劇烈的爆炸,釋放出的能量相當於數百萬顆氫彈的能量。

但你不要滿懷期望地抬起頭,以為會看到一場煙花表演。事實上,黑洞爆炸後,釋放的能量非常大,很有可能對身體是有害的。而且,能量釋放的時間也非常長,有的會超過100億至200億年,比我們宇宙的歷史還長,而徹底散盡能量則需要數萬億年的時間

⑥ 為什麼給黑洞拍照需要這么長時間

拍攝黑洞照片所用到的望遠鏡的靈敏度和分辨本領很重要,這也是描述望遠鏡實力的兩大要素。靈敏度強調探測微弱射電源的能力;而分辨本領反映了區分天球上兩個靠得很近的射電點源的能力,用剛剛能分辨的兩點間張角theta來表示,theta與觀測波長和望遠鏡口徑有關,theta越小,表示分辨本領越高。

兩者均對射電望遠鏡的口徑提出了要求,望遠鏡的口徑越大,其靈敏度越高,分辨本領越高。除了與望遠鏡的口徑有關,分辨本領還和而觀測波段有關。同樣口徑的望遠鏡,觀測波長波長越長,theta越大,對應的分辨本領越低。

由於射電望遠鏡所接收光的波長是可見光波長的上千成萬倍,為了達到同樣的解析度,射電望遠鏡得比光學望遠鏡大上上千萬倍。因此,口徑為百米級的射電望遠鏡所能達到的解析度甚至還遠不及愛好者們使用的光學望遠鏡。

天文學家對高解析度的渴求,並沒有止步於射電望遠鏡單天線。甚長基線干涉測量(Very Long Baseline Interferometry; VLBI)技術解決了射電望遠鏡實現高分辨本領的難題。

所謂VLBI技術,就是當相隔兩地的兩架射電望遠鏡同時觀測來自同一天體的射電波,根據各自獨立的時間標准,將天體的射電波記錄下來,然後再將這兩個記錄一起送入處理機進行相關處理,最終分析獲取該天體的射電輻射強度和位置。

要成像成功必須要求所有望遠鏡在時間上完全同步,當EHT的每個望遠鏡都能在時間上同步時,記錄到的信號就能被完美地修正聚焦。如果鏡面不穩定,譬如會振動的話,反射的光線將無法准確聚焦。EHT利用氫原子鍾來確保紀錄的穩定性。原子鍾能精準到每數億年才誤差一秒。

⑦ 黑洞為什麼能吸東西

不是這樣的。事實上,黑洞不會「吸」任何東西。黑洞的引力與宇宙中其他天體的引力在性質上沒有差別,對於遠處的物體來說,黑洞的引力並不能把它們怎麼樣。假如我們的太陽系突然演化成了一個黑洞,那麼這個黑洞並不會把太陽系中的大小行星統統吃掉。我們的地球仍會在現在的軌道上運行下去(嚴格說來,從長時間來看可能會有微小變化),唯一明顯的變化就是天氣會變得異常寒冷——因為缺少了陽光的溫暖。
黑洞就像是水中的旋渦,只有當你離它太近的時候,它才會對你構成威脅。黑洞有一個「史瓦西半徑」,只有當你越過了這個半徑,你才會無法自拔地被黑洞「吸」進去。史瓦西半徑可以從逃逸速度的方程中計算得到。在史瓦西半徑以內,光都無法逃逸。我們的太陽的半徑大約是70萬千米。當太陽突然變成黑洞,太陽系中的大小行星全都會處於「安全線」之外。當然,我們的太陽是不會變成黑洞的,因為它的質量太小了。太陽最終會演化為一顆白矮星。那些經歷一系列演化後中心質量在太陽的2.5倍以上的天體,才有可能演化為黑洞。
那麼,為什麼在史瓦西半徑以內,黑洞的引力會極為強大呢?在數學上,一個物體所產生的引力可以被看作是集中於一點的。對於球體來說,這個點位於球心。當你站在地球表面,你距離球心是最近的,因而你感受到了地球所能帶給你的最大的引力。假設某一天,地球開始向中心坍縮,那麼站在地球表面的你就會隨之移向地球的中心,也就是說你里地球中心越來越近,這時你就會感到自己越來越重,因為你受到的引力越來越大。但假如你沒有隨著地面移動,而是懸在原地不動,那麼你便不會感到引力有何變化。黑洞是一種極端的情況,理論上,天體演化為黑洞時,原先的物質會坍縮到體積為零、密度為無窮大,其他物質能夠非常接近原先天體中心,因而受到極為強大的引力作用。

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