2019年在这里。有了它,我们被保证在天文学上是一个灿烂的时刻。多年来,活动视野望远镜一直在努力为我们带给我们有史以来的第一张望远镜照片。
确实,尽管他们在公众想象中的所有知名度,但我们从未真正看到一个黑洞。而这样做的原因非常简单。
,您看到,实际上是看不见的。他们的引力是如此巨大,以至于一定要点没有逃脱。这包括电磁辐射- 例如X射线,红外,光线和无线电波 - 这将使我们能够直接检测对象。
没有回报的点被称为事件视野,除了是一个您永远不想找到自己的可怕位置外,它也是我们实际上可视化黑洞的关键。
虽然我们可能看不到黑洞本身,但有可能会拍照其事件范围。而且,由于事件地平线望远镜(EHT),现在有一天公开宣布。
但是在EHT之前很久,就有一个天体物理学家Jean-Pierre Luminet。早在1978年,他就已经给了我们可以认为是黑洞活动视野的第一张图像。
当然,这不是实际的照片。 Luminet的背景是数学的,他使用他的技能进行了第一个计算机模拟,以对观察者进行黑洞的外观,并使用1960年代打孔卡IBM 7040计算机。
Luminet告诉ScienceAlert:“当时这是一个非常异国情调的主题,大多数天文学家都不相信他们的存在。”
“我想探索黑洞的奇怪物理,并提出特定的机制,这些机制可能有助于获得其存在的间接签名。此外,要追求双关语,我的名字“ Luminet”我非常喜欢一个完全非露露的星星如何产生可观察到的现象。”
计算机返回的数据,Luminet然后用笔和印度墨水在负面纸上手工绘制,好像他是人类打印机一样。
那个模糊的图像 - 上面看到的 - 显示了掉入黑洞中的纯圆盘,如果我们足够靠近以看到它。它看起来并不平坦,因为黑洞的强烈重力在其周围弯曲。
“确实,重力场弯曲了黑洞附近的光线,以至于磁盘的后部被'显示',” Luminet在一个中解释发表在Arxiv上的论文去年。
“光线的弯曲还产生了辅助图像,使我们能够在观察者的黑洞的相对侧看到积聚盘的另一侧。”
Luminet是第一个,但他并不是唯一一个被黑洞外观的神秘所吸引的人。从那时起,其他人就试图将这些物体可视化,甚至将他们的努力放在银幕上。
星际穿越的黑洞Gargantua。 (派拉蒙图片)
2014年克里斯托弗·诺兰(Christopher Nolan)电影星际穿越因其对黑洞的“科学准确”描述而受到称赞,这在很大程度上是基于几十年前的Luminet进行的,并与理论物理学家协商创建基普·索恩(Kip Thorne)加州理工学院。
最终,这部电影选择了简化的版本,以减少混乱,并在屏幕上看起来很漂亮。
当然令人印象深刻。但是,根据Luminet和Thorne的说法,这并不是一个黑洞的样子。
由重力场创建的主要和次要图像存在并正确。但是,与Luminet的图像不同,光盘的亮度是均匀的。
索恩(Thorne)和同事对用于开发gargantua的CG技术的纸上的黑洞进行了模拟。 (James等人/量子和量子重力)
“正是这种明显的光度的强烈不对称性,”Luminet写道,“这是黑洞的主要特征,是唯一能够使积聚磁盘内部区域的天体旋转速度接近光速并诱导非常强的多普勒效应。”
他写了一个15页纸在电影的科学上,索恩本人写了一本书关于主题。
您可能会注意到,所有这些版本的黑洞看起来与您可能看到的另一种黑洞图像截然不同,最著名的是2016年的Ligo Discovery。
这些是基于天体物理学家Alain Riazuelo的工作法国国家科学研究与国际天文联盟中心,他们于2016年首次模拟了这样的黑洞。
这些黑洞看起来不同的原因是因为艺术品显示出一个静止的黑洞 - 一个没有吸积盘。
黑洞的重力剥去了那尘层和气体的覆盖,扭曲了其后面的空间。如果我们足够近,可以看到这样的黑洞,我们将在轨道上的重力捕获。这就是为什么它似乎在恒星领域移动。
如Ligo视频所示,在两个黑洞的情况下,每个黑洞都有一个小型香蕉形的次要图像,它出现在其后面。 (重力是整洁的)
EHT一直专注于射手座A*,这是我们自己银河系中心的超大质量黑洞。
我们不知道我们会看到什么;数据可能只会返回一些模糊像素。 (如果是这样的话,更多的望远镜将加入合作,科学家将再次尝试。)
鉴于黑洞在观测过程中具有积聚盘,我们期待的东西看起来很像Luminet的作品。
此外,该协作将有望帮助我们更多地了解辐射的极化,磁场的结构以及黑洞的相对论喷气机。它已经提出了有关黑洞周围的空间结构。
但是,关于EHT的工作最令人兴奋的部分是什么?我们完全伴随着Luminet。
“积聚光盘的照片!”他说。而且我们只能等待。