​不比不知道!星际穿越的黑洞和真实黑洞差别还这么大

不比不知道!星际穿越的黑洞和真实黑洞差别还这么大

不比不知道!星际穿越的黑洞和真实黑洞差别还这么大

人类拍摄到的第一张黑洞照片近日终于亮相了,这是人类认识世界理论的一次重大胜利。

表明人类通过理论物理认识太阳系,还可以沿着理论物理的路继续认识宇宙。

真实的黑洞照片还可以帮助我们检验,我们之前对黑洞的了解到底对不对。

在黑洞照片出现之前,物理学界普遍认可的黑洞模型,来源与影视剧《星际穿越》。

得益于《星际穿越》的播出,剧中一个黑洞的典型形象“加间塞亚”已被很多人所认知。

加间塞亚和本次拍摄到的M87星系黑洞,同样是超大质量黑洞,所以可比性很高。

通过对比加间塞亚和M87黑洞,发现人类理论推理和现实的黑洞差别竟如此大。

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我们可先根据加间塞亚了解下黑洞的结构。

奇点就是黑洞的中心点;

施瓦西半径,就是黑洞中间黑色圆圈部分的半径;

事件视界,就是施瓦西半径的一圈,也就是肉眼可见光线无法逃逸,所以呈现黑色的球状空间;

吸积盘,则是事件视界的外层,充满高速高温物质,所以异常明亮;而且这些物质都分布在一个平面上,所以称为“吸积盘”。

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我们根据加间塞亚和M87黑洞对比图,看看理论黑洞和实际黑洞的区别:

1.加间塞亚中间有一个非常明显的条横,而M87黑洞没有。

按照观察加间塞亚的角度,我们大概可以推测,横条其实就是一个吸积盘,也就是说,加间塞亚有两个垂直的吸积盘平面。

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但M87黑洞只有一个吸积盘平面。

一般认为,吸积盘平面,是由黑洞自转形成的。

就好比我们太阳系,由于太阳的自转,行星在最稳定的状态下,应该处于太阳自转方向的平面上。

黑洞应该也是一样,比如银河系,银心黑洞的自转,所有围绕银河系的星体都大致排列在银心黑洞自转平面上。

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银河系

这样的平面应该只有一个,吸积盘也处在这个平面上。

那加间塞亚为什么会有两个吸积盘平面呢?

小编找了《星际穿越》相关的资料,都没有找到相应的解释。

但有另外一个可能,加间塞亚可能处在黑洞特殊时期,甚至有可能是两个黑洞合并的时期。

如果两个黑洞合并,就不排除出现两个吸积盘的可能。

2.加间塞亚和M87黑洞吸积盘亮度差别很大。

如果加间塞亚,有两个吸积盘,我们就以上下方组成的吸积盘为例。

加间塞亚的吸积盘亮度非常高,而且整个吸积盘亮度比较一致,但M87黑洞的吸积盘上半部分比较暗淡。

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有物理学家表示,M87之所以上方比较暗淡,是因为地球看向M87黑洞的角度,刚好是在吸积盘正上方。

但又并非完全是正上方,而是有一点角度。

角度导致了M87的吸积盘下半部靠近地球,而上半部远离地球。

光线沿着吸积盘的方向旋转,所以远离我们的上半部分,光线更多沿着我们看黑洞的方向走,所以我们看起来会比较模糊;

相反,下半部分光线向我们的方向来,所以我们看到到会更亮。

但也有人认为加间塞亚吸积盘之所以到处都很亮,可能是因为《星际穿越》的镜头距离加间塞亚比较近;而M87在我们5500万光年外。

3.加间塞亚在事件视界边缘有一条非常高亮的光线;而M87却没有。

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《星际穿越》也没有对这个部分进行解释,但有人认为这可能是为了影视效果而做的光线。

目前M87黑洞的照片其实还不够清晰,即使真的有这条线,也可能看不清。

这条高亮的线到底是否应该存在,只能等待未来更进一步的研究了。

4.加间塞亚事件视界的边缘非常清晰;而M87黑洞事件视界边缘到黑洞之间有缓慢过度。

其实除了加间塞亚,之前还有很多黑洞的模拟图,都把黑洞描述为一个边缘非常清晰的圆形。

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但M87黑洞却不是,似乎事件视界更像是一个过度地带,里面也有一些比较淡的光线向外发出。

5.加间塞亚没有喷流;M87黑洞也看不到明显的喷流。

喷流是霍金根据黑洞理论推理出来的。

2019年3月份,就有报导在银河系中心黑洞附近,发现向南北两个方向延伸的“银心烟囱”。

这两个“银心烟囱”被科学家认为很有可能就是黑洞的南北极“喷流”。

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喷流被认为是黑洞向外释放粒子的地方。

但加间塞亚没有喷流,M87也暂时看不到明显的喷流,喷流的存在可能需要进一步验证。

理论和现实黑洞的区别,是检验人类的理论的最重要的标准。

未来人类的对黑洞的认识,也会在不断推论和检验中加深,所以理论和现实黑洞的区别很重要。

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