一分钟了解黑洞背后的科学？ _小知识

若何用中学生能懂的说话讲黑洞背后的科学？
编者按
4月10日，人类第一张黑洞照片激发了全宿世界的存眷和铺天盖地的解读，但非专业性的报道经常无法知足人们深切的好奇心，甚至无法包管精确性；专业人士写的科普又经常需要读者具备必然的根本常识，以至于很多非专业读者对黑洞仿照照旧布满了疑问，更遑论搞清晰所谓的“第一张黑洞照片”是怎么回事。
本着把深邃的物理用浅近易懂的说话标的目的公家表达清晰的初志，我们邀请了加州州立大学旧金山分校物理与天文系满威宁传授，从非专业读者的角度“从头说起” ，于是有了这篇兼顾趣味性和专业性，通俗又严谨的黑洞科普。
4月10日，由事务视界千里镜（Event Horizon Telescope, EHT）拍摄到的人类汗青上第一张黑洞照片正式标的目的全球发布。

△M87黑洞（来历：EHT)
这张图展示的是室女座星系团中的大质量星系M87中间的黑洞。来自全球的跨越200位科学家介入此中，耗时十六年，终于还原了黑洞的真实脸孔。
什么是黑洞？黑洞是怎么拍摄的？我们出格邀请了加州州立大学旧金山分校物理与天文系终身传授满威宁给大师带来今天的"众妙之门" 。
什么是黑洞？
起首黑洞并不是一个洞，而是当一个天体的万有引力壮大到连四周的光都没有法子逃出去，它就当作为了黑洞。
我们都熟悉牛顿和苹果的故事：牛顿在思虑苹果为什么会失落落时发现了万有引力，也就是任何两个物体之间都存在互相吸引的万有引力。月亮一向绕着地球转，而地球一向绕着太阳转，都是因为万有引力。

△牛顿和苹果的故事( 来历：谷歌图片）
我们糊口中的经验是，扔出去的工具总会失落下来，那也是因为地球对这些工具都有很强的吸引力。那么能不克不及让扔出去的工具不失落下来呢？倒真的可以，若是速度足够快的话——我们的高铁大要是100米每秒，也就是说比高铁大要快八十倍，若是发射工具的速度达到每秒钟接近8000米，就可以让它像卫星那样环绕着地球扭转不失落下来。若是速度更快，达到11000多米每秒，就可以彻底逃走地球的引力。再快的话，从地球出发，发射速度达到1.67万米每秒，也就是说16.7公里每秒，就可以逃离太阳系了。

△宇宙速度示意图（来历：《十万个为什么》）
总而言之，天体的质量越大，引力就越大，四周的物质就越难逃出它的引力束厄局促，需要很快的速度才可以或许逃出去。而宇宙间最快的速度是在真空中的光或者电磁波传布的速度，约为30万公里每秒，也就是说每秒钟可以或许绕地球7.5圈，这是我们这个宇宙中传递物质或者信息的速度极限。
广义相对论预言能存在引力结果壮大到连光速都逃不出的天体，四周的光会被它吞噬，所以上宿世纪60年月普林斯顿的理论物理学家John Wheeler给它们定名为“黑洞” 。
黑洞长什么样？
黑洞的中心有必然的规模，这是连光都逃不出来的规模，我们把它叫做视界。在黑洞视界四周的其他物质也都被黑洞的引力吞噬，形当作快速扭转的漩涡，被吸入黑洞，这部门叫做吸积盘。吸积盘因为释放引力能量和快速扭转摩擦以及磁能发生庞大的高温，释放出光和热，也就是电磁波。

一分钟了解黑洞背后的科学？

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