2019年在這裡。有了它,我們被保證在天文學上是一個燦爛的時刻。多年來,活動視野望遠鏡一直在努力為我們帶給我們有史以來的第一張望遠鏡照片。
確實,儘管他們在公眾想像中的所有知名度,但我們從未真正看到一個黑洞。而這樣做的原因非常簡單。
,您看到,實際上是看不見的。他們的引力是如此巨大,以至於一定要點沒有逃脫。這包括電磁輻射- 例如X射線,紅外,光線和無線電波 - 這將使我們能夠直接檢測對象。
沒有回報的點被稱為事件視野,除了是一個您永遠不想找到自己的可怕位置外,它也是我們實際上可視化黑洞的關鍵。
雖然我們可能看不到黑洞本身,但有可能會拍照其事件範圍。而且,由於事件地平線望遠鏡(EHT),現在有一天公開宣布。
但是在EHT之前很久,就有一個天體物理學家Jean-Pierre Luminet。早在1978年,他就已經給了我們可以認為是黑洞活動視野的第一張圖像。
當然,這不是實際的照片。 Luminet的背景是數學的,他使用他的技能來對觀察者進行第一個計算機模擬,對觀察者的外觀,使用1960年代打孔卡IBM 7040計算機。
Luminet告訴ScienceAlert:“當時這是一個非常異國情調的主題,大多數天文學家都不相信他們的存在。”
“我想探索黑洞的奇怪物理,並提出特定的機制,這些機制可能有助於獲得其存在的間接簽名。此外,要追求雙關語,我的名字“ Luminet”我非常喜歡一個完全非露露的星星如何產生可觀察到的現象。”
計算機返回的數據,Luminet然後用筆和印度墨水在負面紙上手工繪製,好像他是人類打印機一樣。
那個模糊的圖像 - 上面看到的 - 顯示了掉入黑洞中的純圓盤,如果我們足夠靠近以看到它。它看起來並不平坦,因為黑洞的強烈重力在其周圍彎曲。
“確實,重力場彎曲了黑洞附近的光線,以至於磁盤的後部被'顯示',” Luminet在一個中解釋發表在Arxiv上的論文去年。
“光線的彎曲還產生了輔助圖像,使我們能夠在觀察者的黑洞的相對側看到積聚盤的另一側。”
Luminet是第一個,但他並不是唯一一個被黑洞外觀的神秘所吸引的人。從那時起,其他人就試圖將這些物體可視化,甚至將他們的努力放在銀幕上。
星際效應的黑洞Gargantua。 (派拉蒙圖片)
2014年克里斯托弗·諾蘭(Christopher Nolan)電影星際效應因其對黑洞的“科學準確”描述而受到稱讚,這在很大程度上是基於幾十年前的Luminet進行的,並與理論物理學家協商創建基普·索恩(Kip Thorne)加州理工學院。
最終,這部電影選擇了簡化的版本,以減少混亂,並在屏幕上看起來很漂亮。
當然令人印象深刻。但是,根據Luminet和Thorne的說法,這並不是一個黑洞的樣子。
由重力場創建的主要和次要圖像存在並正確。但是,與Luminet的圖像不同,光盤的亮度是均勻的。
索恩(Thorne)和同事對用於開發gargantua的CG技術的紙上的黑洞進行了模擬。 (James等人/量子和量子重力)
“正是這種明顯的光度的強烈不對稱性,”Luminet寫道,“這是黑洞的主要特徵,是唯一能夠使積聚磁盤內部區域的天體旋轉速度接近光速並誘導非常強的多普勒效應。”
他寫了一個15頁紙在電影的科學上,索恩本人寫了一本書關於主題。
您可能會注意到,所有這些版本的黑洞看起來與您可能看到的另一種黑洞圖像截然不同,最著名的是2016年的Ligo Discovery。
這些是基於天體物理學家Alain Riazuelo的工作法國國家科學研究與國際天文聯盟中心,他們於2016年首次模擬了這樣的黑洞。
這些黑洞看起來不同的原因是因為藝術品顯示出一個靜止的黑洞 - 一個沒有吸積盤。
黑洞的重力剝去了那塵層和氣體的覆蓋,扭曲了其後面的空間。如果我們足夠近,可以看到這樣的黑洞,我們將在軌道上的重力捕獲。這就是為什麼它似乎在恆星領域移動。
如Ligo視頻所示,在兩個黑洞的情況下,每個黑洞都有一個小型香蕉形的次要圖像,它出現在其後面。 (重力是整潔的)
EHT一直專注於射手座A*,這是我們自己銀河系中心的超大質量黑洞。
我們不知道我們會看到什麼;數據可能只會返回一些模糊像素。 (如果是這樣的話,更多的望遠鏡將加入合作,科學家將再次嘗試。)
鑑於黑洞在觀測過程中具有積聚盤,我們期待的東西看起來很像Luminet的作品。
此外,該協作將有望幫助我們更多地了解輻射的極化,磁場的結構以及黑洞的相對論噴氣機。它已經提出了有關黑洞周圍的空間結構。
但是,關於EHT的工作最令人興奮的部分是什麼?我們完全伴隨著Luminet。
“積聚光盤的照片!”他說。而且我們只能等待。