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黑洞现身,爱因斯坦不仅留下了彩蛋,还有考试答案!

作者:田·黛丽赫本

转自:北京新东方优能中学教育

终于!人类历史上第一张黑洞照片公布了!!!

祝贺你——

作为人类首批看到“黑洞”照片的幸运儿,一不小心见证了历史~

这就是2017年4月5日, EHT启动拍摄两个超大质量黑洞:银河系中心黑洞Sgr A*,和星系M87中心的超大质量黑洞。

给“黑洞”拍照,一拍就是2年,终于解开了宇宙奥秘黑洞的神秘面纱。

网友惊呼:这个黑洞很眼熟嘛:

吃货眼里的黑洞是一个原味甜甜圈

看这是不是你从小凝望的黑洞?

观看黑洞,戴上眼镜更清晰

网友的脑洞简直和黑洞一样,令小编佩服的五体投地~

可是,你知道吗?

这张被玩坏的“黑洞”照片,是可能拿诺贝尔奖的吗?

“第一张黑洞照片与引力波的发现同等重要,都是对广义相对论的验证,可能会拿诺贝尔奖。”中科院上海天文台副台长袁峰说。

黑洞的照片为何如此重要?

因为他不仅提供了黑洞存在的直接“视觉”证据,也验证了百年前爱因斯坦的广义相对论是正确的!“黑洞”说:哥不只是个传说

图源:NSF by Nicolle R Fuller

黑洞,原来过去这些年你只是“传说”?

没错!

尽管在《星际穿越》等科幻电影中,我们曾一次次“真切”地领略黑洞的瑰丽,但那些画面都只是导演们“一厢情愿”的想象,黑洞到底长啥样没人真正见过。

约100年前,以爱因斯坦为代表的伟大科学家预言,大质量恒星在燃料耗尽、生命终结之后会向内部中心区域崩塌、集聚,最终形成黑洞。

早期,黑洞只存在于牛顿万有引力定律和爱因斯坦广义相对论的公式和方程中,因为太过“超出人类理解”,就连最早预言的人都怀疑黑洞的真实存在。

直至2015年,人类首次探测到两个黑洞合并所产生的引力波,才强有力地证明了黑洞的存在,但那仍只是间接证明。”参与此次国际合作的中科院上海天文台台长沈志强说。

所以,无图无真相,在没有眼见为实“看到”黑洞之前,它一直是个“传说”。

而今天,黑洞终于被证实真实存在啦!我想,霍金先生在天之灵可以安息了。

黑洞面前,物理学失效了?

图源:NSF by Nicolle R Fuller

听说物理教科书中某些理论在你面前失效了?

高兴得有点儿早。

2016年,有科学家在对2015年人类第一次观测到的引力波数据进行分析后表示:在黑洞周边,爱因斯坦的广义相对论可能会失效。

是真的吗?

黑洞首张“写真”揭晓了谜底。袁峰说,在没有拍到黑洞照片之前,科学家根据爱因斯坦广义相对论精准计算出了黑洞真身外黑色区域和新月形光环的结构。“拍到黑洞照片后,我们发现,真实情况跟我们计算的结果一模一样,可见,观测结果验证了爱因斯坦的广义相对论。”

两个神仙打架,

爱因斯坦赢了!

1915年11月,阿尔伯特·爱因斯坦向普鲁士科学院提交了广义相对论的最终版本,那时,牛顿力学统治物理学界已经200多年。

在宇宙中,星星到底会怎么转,牛顿早就指出了一条路,但爱因斯坦的理论画出了另一条路。

事实证明:

“爱因斯坦是对的,他在一百多年前提出的广义相对论经受住了考验。”

图源:NSF by Nicolle R Fuller

人类历史首张黑洞照片惊艳亮相后,参与这一工作的中科院上海天文台台长沈志强感慨道:“尽管黑洞很多年前从数学上就可以得到解,但直到上世纪60年代,科学家才真正觉得可以去找寻黑洞,并一步步逼近真相。”

“广义相对论需要在极端环境下检验,而最极端的环境就是黑洞周围。”

但是,沈志强说:“由于目前我们还无法“看清”黑洞的最里面,那里的运行规律是否与人类已知物理定律相悖还不得而知。”

物理教科书目前再次经受住了考验,你兴奋吗?

爱因斯坦给你划重点

你以为,物理 教科书取得暂(巨)时(大)的胜利,会善罢甘休吗?

今年的物理题,爱因斯坦给你划重点:

1

请记住一个方程

这次黑洞力挺的就是爱因斯坦的广义相对论,作为孪生兄弟的狭义相对论重要推论——质能等价理论E=mC^2,更有可能出现在考卷上!

式中为E能量,m为质量,C为光速;也就是说,一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。

由此可以解释为什么物体的运动速度不可能超过光速。

2

史瓦西半径

史瓦西半径这词常常在谈论黑洞的时候提到, 但什麽是史瓦西半径呢?

我们知道, 黑洞具有强大的重力场, 如果物体太接近黑洞, 就会由於黑洞的强大重力而逃不出来。

而史瓦西半径的意义就是说, 在史瓦西半径之内的物体, 即使加速到接近光速, 也没有办法逃离黑洞。

史瓦西半径的公式:

即:一个球的自身半径小于它的史瓦西半径时,它就会变成一个黑洞。

根据这个公式,我们可以发现:太阳的史瓦西半径是3km。 也就是说, 质量跟太阳一样的黑洞, 如果物体接近到3km以内, 就逃不出来了。而地球的史瓦西半径为0.9cm——地球如有有一天自己把自己压缩成黑洞,那谁都逃不出来了

不过,担心地球变黑洞的你,还是先关心你的考试吧

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