科学家拍摄黑洞延时短片,都遇到过哪些困难?

黑洞是现代广义相对论中,存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大,使得视界内的逃逸速度大于光速。故而,?黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体?。

黑洞是一种宇宙中的物理现象,就宇宙来讲,只要是靠近黑洞的物质,包括光以及任何形式的能量波,都会因为黑洞巨大的引力而无所遁形,就算是光,也无法逃掉黑洞的引力。

黑洞无法直接观测,但可以借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和?射线的边缘讯息,可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹,还可以取得位置以及质量。

北京时间2019年.4月.10日.21时,人类首张黑洞照片面世,该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影,周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。

然而,创造出第一个黑洞的图像是很棘手的。黑洞占据了一小片天空,从地球上看,它显得非常微弱。成像M87黑洞的项目需要全球各地的天文台协同工作,就像一个虚拟的地球大小的无线电天线,其视觉比任何一个单独的天文台都要敏锐。

吴庆文是华中科技大学物理学院的一名教授。2016年,他加入了?事件界面望远镜?项目,和来自全球的200多名科学家一起,计划为黑洞拍一张照片。从理论分析、实际观测到数据处理,他们分成数十个小组,花了三年多的时间,把黑洞的样子展现在了世人眼前,也终于证实了黑洞的存在。

黑洞拍摄参与者吴庆文曾说因为黑洞里的时空是弯曲的,是完全扭曲的,我们看到的这个黑洞,看上去它是那样,但和它真实的样子并不相同,那些光子是在弯曲的时空里走的,我们要把弯曲时空里边的一些东西算出来,这是有一点难度的。当然技术难度挑战非常的大,因为大气里的云一直在抖动,所以望远镜的分辨率再高,也会被云给扭曲掉,就让人看不清。后来发展出了一种技术:打一束激光上去,可以快速算出来云怎么动,再让后端的望远镜跟着再做改正。这样,云的抖动就去掉了,去掉之后就可以让黑洞附近的恒星的位置定得非常准。

黑洞拍摄之艰难由此可见,感谢所有参与者的努力奉献。