A Two part documentary sharing detailed information on Black holes.
黑洞這個(gè)宇宙界最牛逼哄哄的玩意兒,真是最牛逼的存在!尤其是看了星際穿越之后,倆片完全聯(lián)系起來了。
宇宙大爆炸,是醬紫,下面抄了一段,
一個(gè)致密的極熱的能量團(tuán),然后它爆炸了!伴隨著巨大的輻射,從比原子還小到一個(gè)橙子的大小只用了不到萬億分之一秒,可以算是一瞬間,宇宙就這樣膨脹起來了,永恒地?zé)o時(shí)無刻不在伸展,變大,變冷,而隨著溫度降低,宇宙出現(xiàn)了最初的微粒子,光也第一次穿梭于廣闊的宇宙間。隨著時(shí)間推移,宇宙間逐漸形成了星系,恒星,行星和其他各類星體,直到今天我們?nèi)祟愃姷娜绱藦V袤無垠的宇宙!
大爆炸理論這么講出來,好像是真有人瞅見了一樣,跟真的似的,是真的么?沒人曉得
大爆炸理論宣稱,一種被稱作奇點(diǎn)的狀態(tài),它表現(xiàn)為無窮小的尺寸、無窮大的密度和溫度,它是大爆炸理論所推想的宇宙原始狀態(tài)。
首先吧,宇宙是什么,還沒法定義。我們生活的這個(gè)可感知的世界,叫做宇宙,那只是個(gè)名稱,如何具體描述宇宙,目前恐怕做不到。譬如太陽,各國人民都認(rèn)識(shí),都有名字,但是想定義太陽有多大多熱咋運(yùn)轉(zhuǎn)的,就不是那么容易。
本片得出來一個(gè)讓人狠吃驚,狠厲害的結(jié)論,那就是,每個(gè)星系的核心,都是個(gè)巨大的超越想象的黑洞!
有多大呢?比例最嚇人,好比太陽變成西瓜那么大,星系核心黑洞就跟地球一樣大。
這個(gè)結(jié)論是通過觀測得來,比起靠推算的大爆炸理論要靠譜的多。普通黑洞,太陽那樣的,通過燒光之后爆炸得來,巨型黑洞則不必通過恒星這一步,大量物質(zhì)聚集,直接炸一下,就變出來了,那,,,真是老刺,,,,激了!
正是因?yàn)榫扌秃诙吹恼Q生法,讓大爆炸理論瞬間塌陷。為嘛呢?二者沖突了吖!
大爆炸說,一個(gè)點(diǎn),開始爆炸,那么從爆炸開始的瞬間,便有了時(shí)間和空間,沒錯(cuò)吧,不論這個(gè)時(shí)間是多少億分之一秒,反正,會(huì)有一段大量物質(zhì)聚集在極小空間的時(shí)候,既然,萬有引力是事實(shí),再加上黑洞瞬間誕生法,那么,大爆炸啟動(dòng)后產(chǎn)生的物質(zhì)應(yīng)該會(huì)立刻聚變?yōu)楹诙?,并沒有辦法像炸彈那樣到處噴,那么,大爆炸如何進(jìn)行下去?哈哈哈哈哈
以前,俺就嚼得大爆炸理論講的真是太輕松平易了,不像那么回事啊,終于來了證據(jù),嘿嘿
另外,黑洞既然有大小,那就有體積,那也應(yīng)該是個(gè)實(shí)體的物質(zhì),密度超大,不發(fā)光罷了,黑洞吸收物質(zhì)會(huì)變大,就表示把普通物質(zhì)壓縮成了黑洞物質(zhì),應(yīng)該不是個(gè)洞洞吧?恐怕還個(gè)球球
剛看完非常棒!很新很形象直觀!需要一定的理論基礎(chǔ)知識(shí),建議先看完霍金的《時(shí)間簡史》前六章,再結(jié)合本片看,里面的好多影視化演繹理論與實(shí)踐方法非常直觀。
看《小歡喜》的時(shí)候,喬英子對天文學(xué)的愛是如此執(zhí)念而濃烈,勾起了我對曾經(jīng)的那個(gè)喜愛天文學(xué)的自己的回憶與懷念,當(dāng)時(shí)的自己竟然能將大部分零花錢用來購買諸如《科幻世界》、《天文愛好者》、《飛碟探索》之類的雜志,沉迷在對星際旅行、時(shí)空維度、宇宙物質(zhì)相關(guān)知識(shí)的攫取與幻想中。
又是什么葬送了我自發(fā)產(chǎn)生的“仰望星空”的強(qiáng)烈欲望?我覺得和“應(yīng)試教育”不無關(guān)系。在千軍萬馬闖高考的脅迫下,教師放棄了對學(xué)科框架的整體認(rèn)識(shí)和引導(dǎo),在師生之間往往存在有兩種聲音,一是“這個(gè)東西不考,我們跳過”,二是“這個(gè)對我的生活無關(guān),我為什么要學(xué)這個(gè)”?,F(xiàn)在我懂了,我在那段令人頭疼的時(shí)日里從未懂得過學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公式、物理定理、化學(xué)元素等對于人的真正意義及其內(nèi)在價(jià)值。這是我在本周研讀完《時(shí)間簡史》的最大感觸。
按照霍金的“時(shí)空旅行”觀點(diǎn),回到過去有兩種解,一是“協(xié)調(diào)歷史法”,你只能成為過去的旁觀者而無法篡改歷史,二是“歷史的假想法”,你可以隨意更改,但是這個(gè)你的歷史永遠(yuǎn)不會(huì)同未來的那個(gè)你的歷史重合,所以說,即便允許時(shí)空穿越,世上也沒有后悔的藥,我要么不是我,或者要么還是現(xiàn)在的我——一個(gè)已經(jīng)對理科毫無任何興趣也喪失大部分復(fù)雜計(jì)算能力的我。
好在霍金的《時(shí)間簡史》是如此的通俗易懂,它對幾乎所有普通大眾都是親密的、敞開雙手的,書中甚至還可以看見他不時(shí)透露出來的小脾氣,也可以看見他幽默和他的坦誠?;艚鹱鳛橐幻麩o神論者,在書中他卻多次提及“上帝”“造物主”“創(chuàng)世”等宗教神學(xué)的東西,與牛頓、愛因斯坦等宗教信徒開宗明義地聲稱自己的所有科學(xué)研究都是“追隨上帝的腳步”不同,霍金實(shí)際上是在將自己的宇宙觀與宗教神學(xué)進(jìn)行對照思考,我認(rèn)為這是和西方的教育方式與理念分不開。幾天前發(fā)生的成都電子科大某教師對中國古代的“四大發(fā)明”的學(xué)術(shù)批判最后的處理結(jié)果看見,某種一元方法論、革命論下學(xué)術(shù)之自由精神勢必將萬馬齊喑。
《時(shí)間簡史》的第六章來到“黑洞理論”,論述對我來說開始有點(diǎn)“艱深”,或許是冥冥之中的注定,當(dāng)天正巧發(fā)現(xiàn)電影網(wǎng)上新了一部名為《黑洞啟示錄》(Black Hole Apocalypse,2018)的紀(jì)錄片,由PBS的“超星”欄目制作。
影片從檢測到“引力波”談起到最后對“黑洞之形”的猜想描繪,有意思的是,在紀(jì)錄片播出半年后,2019年6月,全世界各大天文研究所同時(shí)發(fā)布了人類歷史上第一次拍攝到的“黑洞”合成圖像,圖與往昔猜想中的“黑洞”有著驚人相似性!但這部紀(jì)錄片的真正價(jià)值遠(yuǎn)不在于其預(yù)測,而在于它用影像化的制作將《時(shí)間簡史》中的很多純理論性的測算形象呈現(xiàn)出來(看完就知道美國的科學(xué)發(fā)展以及科學(xué)紀(jì)錄片制作水平拉開了中國多少差距),諸如如何去判斷一個(gè)遙遠(yuǎn)恒星表層具備哪些化學(xué)元素,如何通過“視差原理”去測量天鵝座恒星的距離從而判斷其伴星是否有可能為小型“黑洞”,如何通過設(shè)計(jì)精妙的“陷阱”以捕獲難以用望遠(yuǎn)鏡觀測到的“引力波”……將這些影像與書中的理論相互對照理解,無不感嘆人類智慧的奇妙與創(chuàng)造(我覺得這是那個(gè)老師想要的那種“創(chuàng)新”),而很多創(chuàng)新的背后則是有著大量基礎(chǔ)幾何學(xué)原理,甚至是常識(shí)為鋪墊……當(dāng)明白了學(xué)習(xí)這些基礎(chǔ)知識(shí)可能會(huì)對人類世界產(chǎn)生如此巨大的影響的時(shí)候,那種熱情與使命感或許會(huì)把數(shù)據(jù)計(jì)算的枯燥乏味給驅(qū)散,而“喬英子”式的高中學(xué)生則是多么難能可貴的“寶藏女孩”。
讀完《時(shí)間簡史》對我還有一個(gè)重要意義是,現(xiàn)在當(dāng)我再次仰望星空的時(shí)候,可能不會(huì)只停留在《夜空中最亮的星》(恒星-天狼星)的旋律或古典的詩詞里,而是陷入深邃宇宙的思考與困惑中。
LIGO漢德福天文臺(tái):利用光線測量極小空間的膨脹和收縮,從一個(gè)地方發(fā)射一束光線到另一個(gè)地方,然后測量光線到達(dá)那兒所用時(shí)間(計(jì)算月球距離所用方法:將來自地球的激光束反射到阿波羅11號(hào)宇航員留下的鏡子上,從往返時(shí)間長短確定距離)雷維斯設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙儀器——激光干涉儀,它使用激光和鏡子來探測引力波引起的空間微弱膨脹和收縮,工作原理是將激光射入分離器,一半的光一直朝著一面鏡子,另一半被傳送到另一面鏡子,遠(yuǎn)處的鏡子將光束反射回來,并在一個(gè)光電探測器上重新會(huì)合,如果兩個(gè)光束移動(dòng)距離完全相同,系統(tǒng)設(shè)計(jì)使兩個(gè)光束相互抵消,探測器就什么也看不到,如果引力波通過,它會(huì)短暫地改變光線的臂長,光束不再同時(shí)回來互相抵消,引力波擊中,光出現(xiàn)在探測器上,兩條光線臂長之間的長度差異將是難以想象的微?。ū仍酉陆?0萬倍是原子核,比原子核大小要小100倍),設(shè)備一個(gè)在華盛頓州一個(gè)在路易斯安那州,以確認(rèn)不是被任何其他因素干擾的錯(cuò)誤信號(hào),2015年9月強(qiáng)大引力波同時(shí)通過兩個(gè)設(shè)備證明了黑洞存在(兩個(gè)黑洞合并碰撞引起的)
很棒的一部關(guān)于黑洞的紀(jì)錄片,豆瓣上竟然只有一百多人看過,這部絕對值得更多的關(guān)注度!
如果想多深入了解一下黑洞,尤其是配合今年的黑洞照片,可以看看這部紀(jì)錄片。
從檢測到引力波開端,引出人類對黑洞的孜孜不倦的研究 —
從理論上推測黑洞的存在,
再到通過測量質(zhì)量第一次斷定一個(gè)黑洞的存在,
再到探索銀河系中心的秘密...
影片中有不少動(dòng)畫,雖然畫風(fēng)配色有點(diǎn)浮夸,但是很有助于幫助理解艱深的理論概念,形象直觀。
想到每個(gè)星系的最中心都有一個(gè)超大型黑洞,整個(gè)宇宙的星星萬物就圍繞它們旋轉(zhuǎn),真是太震撼了。
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本文總結(jié)于科普紀(jì)錄片《黑洞啟示錄》,或許部分?jǐn)?shù)據(jù)已被更新,或許我有理解偏頗,歡迎討論與指正。
食用前提示,文中含有大量動(dòng)圖,請WIFI下閱讀,土豪隨意。
黑洞是一種在科幻小說和科幻電影中經(jīng)常出現(xiàn)的詞匯,人們對于它的好奇遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于對它的了解。
物理學(xué)上這么定義黑洞:一種質(zhì)量大到可以扭曲時(shí)間、空間,并且可以吞噬萬物(包括粒子和光乃至電磁輻射)的物質(zhì)存在。
黑洞的存在一度挑戰(zhàn)了物理學(xué)家的承受極限。
原因在于黑洞的很多特點(diǎn)違反了當(dāng)下物理認(rèn)知。黑洞的推導(dǎo)雖然源自于愛因斯坦的廣義相對論,但愛因斯坦本人甚至認(rèn)為它不可能存在。
第一位通過計(jì)算精確推導(dǎo)出黑洞存在于宇宙的科學(xué)家是德國的卡爾?施瓦西 ,他計(jì)算出愛因斯坦重力場方程質(zhì)點(diǎn)和球體質(zhì)量的解,但愛因斯坦依舊很懷疑黑洞存在的可能性。
現(xiàn)在主流觀點(diǎn)認(rèn)為,恒星具有可預(yù)測的生命周期,常規(guī)黑洞(區(qū)別于超大型黑洞)的形成來自于巨大恒星的坍塌,巨大的定義為至少是太陽質(zhì)量的十倍左右大小。
當(dāng)這種恒星由最初的氫原子燃燒,一路融合為最重的鐵元素時(shí)候,能量不能被釋放,恒星失去保持繼續(xù)膨脹對抗地心引力的能量,恒星發(fā)生坍塌,產(chǎn)生超新星。地心引力繼續(xù)將爆炸的核心擊碎,直至爆炸核心縮小為一個(gè)無窮小的點(diǎn),黑洞形成。
簡單說就是地心引力撕扯下,恒星密集爆破的巨大能量把物質(zhì)在無限小的空間內(nèi)極度壓縮會(huì)形成黑洞。由此也推論出另一個(gè)觀點(diǎn),即大型恒星的最后歸宿就是黑洞。
首先確定一點(diǎn):黑洞不能被直接觀測到。
不運(yùn)動(dòng)的黑洞對人類來說是隱形的,人類至今無法憑借任何儀器對黑洞進(jìn)行直接觀測。
好在人類可以通過觀測運(yùn)動(dòng)的黑洞對周圍物質(zhì)和引力的影響,來確定黑洞的存在。這一觀點(diǎn)最早由英國牧師John Michell于1793年給Henry Cavendish的信中提出。
基于黑洞吞噬萬物的特點(diǎn),黑洞在吞噬物質(zhì)特別是恒星的時(shí)候,會(huì)釋放出大量的光和熱,也會(huì)釋放出強(qiáng)大的X射線,還有黑洞周圍包裹著的氣體塵?;旌衔镄纬傻奈e盤,這都有助于人類從側(cè)面去觀測黑洞。
第一個(gè)被觀測到的黑洞
距離地球6000光年遠(yuǎn)的天鵝座星系,人類在那里觀測到Cyg X-1的X射線源,卻沒有觀測到星體,這顆星體似乎是隱形的。
英國天文學(xué)家Paul Murdin根據(jù)觀測星體運(yùn)動(dòng)軌跡,斷定天鵝座X-1是作為雙星存在的,雙星亦即一顆恒星因其足夠的質(zhì)量和引力牽引到另一顆恒
星作軌道運(yùn)動(dòng),而那顆發(fā)射出X射線的不可見源體,極有可能是一顆黑洞。
1970年P(guān)aul Murdin發(fā)現(xiàn)了Cyg X-1的伴星,并估算的X-1的質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的六倍,以3此發(fā)表了論文,確認(rèn)了人類太空觀測史上第一次探測到的真實(shí)黑洞存在。
補(bǔ)句后話,影片后面介紹的Cyg-1重測質(zhì)量是太陽的15倍,維百介紹為21.2倍(數(shù)據(jù)來源于《科學(xué)》期刊,2021年2月18日第371卷,第6533期,第1046 - 1049頁,DOI:10.1126/science.abb3363)
從時(shí)間上看,影片當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù)后來被更新了。
來自黑洞的正面信號(hào)
2015年九月十三日,美國位于Hanford Observatory和Livingston的兩處激光干涉引力波天文臺(tái)LIGO首次接收到來自黑洞的信號(hào),源于十多億年前兩個(gè)巨大的黑洞互相吞噬產(chǎn)生的向外擴(kuò)散的波動(dòng)───地心引力波。據(jù)影片介紹,兩個(gè)黑洞碰撞產(chǎn)生的能量是整個(gè)可視宇宙的50倍,這相當(dāng)令人震驚。
銀河系中心可能存在這一個(gè)超級(jí)黑洞,這個(gè)黑洞的質(zhì)量可能達(dá)到太陽質(zhì)量的四百萬倍,銀河系的所有星體都被超級(jí)黑洞的引力牽引,圍繞著超級(jí)黑洞做軌道運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)影片所展示的研究,36個(gè)星系研究觀測,每個(gè)星系幾乎都需要有超級(jí)黑洞的存在,才可以建立天體運(yùn)動(dòng)模型,缺乏大質(zhì)量黑洞,天體運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型就無法建設(shè)成功。
假如你身處黑洞引力井深處(并且不死的話),從地球看你的時(shí)間’變慢了,行動(dòng)也變慢了(幾乎是凝滯不動(dòng)),當(dāng)觀測的時(shí)間線變得足夠長,比如幾百萬年,會(huì)看到你行動(dòng)遲緩的樣子。
有趣的是,研究理論告訴我們,身處其中的你卻感覺一切正常,不管是時(shí)間還是你的行動(dòng)。那種變慢,只針對黑洞外的觀測者而言。
再假如,你身處黑洞引力井深處,也可以觀測到地球的話,你會(huì)發(fā)現(xiàn)地球變快了,就像是快進(jìn)電影一樣,但比那個(gè)要更不可思議的加快,也許你可以憑借身處黑洞不長的時(shí)間,從而見證地球的自然消亡。
這種時(shí)間差究竟是多少,影片沒給介紹,我查資料也沒見到有明確的結(jié)論,比較可以肯定大一點(diǎn)是,會(huì)隨著你接近視界范圍前往深處,時(shí)間差會(huì)成正比激增(當(dāng)然了,這點(diǎn)也沒形成主流共識(shí))。
黑洞從外觀看是有邊界的,他的直徑甚至不太大,但內(nèi)部很可能像宇宙一樣廣袤。
類似于佛說的一花一世界, 須彌納于芥子嗎?亦即物質(zhì)無限分割理論?
似乎不是這樣,如果是這樣,那么黑洞的這個(gè)特質(zhì)就可以應(yīng)用在任何一個(gè)星體或者任何物質(zhì)上。
那么是什么呢,這里我沒看懂,猜測可能是黑洞視界內(nèi)的時(shí)間的空間都被同時(shí)扭曲改變了,以至于科學(xué)家們推導(dǎo)出黑洞內(nèi)部無限廣袤的可能性結(jié)論,這是用現(xiàn)今的物理學(xué)理論和人類經(jīng)驗(yàn)性嘗試都無法去理解的。
好了,關(guān)于黑洞,就寫這些吧。雖然它的偉大航程才剛剛起步。
朝聞道夕死足矣
m21245:自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)幫助望遠(yuǎn)鏡排除大氣扭曲成像的干擾恢復(fù)宇宙成像;幾乎所有星系中心都含有黑洞,星系越大,黑洞質(zhì)量越大;存在超大質(zhì)量的黑洞;激光干涉儀監(jiān)測的引力波體現(xiàn)黑洞能合并。
Apocalypse Black Hole
黑洞簡史。從卡爾·史瓦西 Karl Schwarzschild 計(jì)算,從理論開端到最新的科研發(fā)現(xiàn):天鵝座X1,大星系中心超大質(zhì)量黑洞,引力波碰撞。碩果累累,奇妙無比。8.6
黑洞和眼珠的重合很妙~
第一張黑洞照片公布前,PBS拍了這部紀(jì)錄片,看完大概就懂黑洞到底是什么了,比看科普書要好很多,也采訪到了一些科研中的關(guān)鍵人物,包括拍攝到第一張黑洞的團(tuán)隊(duì),以及他們的初步成果,很有趣的電視節(jié)目。
奉天承運(yùn)皇上詔曰:黑洞們在這個(gè)不斷膨脹了140多億年的宇宙中到處吞噬大爆炸之后游離的能量及其衍生物(物質(zhì)或反物質(zhì)),所有黑洞在這種清理過程中不斷融合而形成越來越少的奇點(diǎn),如果最后只剩下唯一的奇點(diǎn)就再次產(chǎn)生宇宙大爆炸,重復(fù)上述操作,除非有唯二的兩個(gè)奇點(diǎn)達(dá)致某種平衡。欽此~
值得打十顆星的優(yōu)秀科普紀(jì)錄片
不錯(cuò)的科普片,故事講得很好。
黑洞的思考、假設(shè)、探尋過程,撕裂并吞噬周圍恒星的“行為”略恐怖。
Fascinating space
雖然對細(xì)節(jié)沒有很多的解釋但特效杠杠的。如果被黑洞吸走了,但想想臨死前可以先漂浮在黑洞視界(前提是穿著黑科技宇航服不被撕裂)看宇宙從初始演化到盡頭然后穿過視界掉入奇點(diǎn)前伴隨著星光失去意識(shí),多么詩意的死亡啊
至今看過的關(guān)于宇宙最好的紀(jì)錄片!每一幀畫面都非常精美,科學(xué)原理講的淺顯易懂。宇宙的奧秘真是令人嘆為觀止
抓取不到一秒的信號(hào) 傳遞的信息和帶來的激勵(lì)令人振奮
本片讓我對gravity有了全新的認(rèn)識(shí),無處不在,但卻擁有最強(qiáng)大的力量。PS.這世界上還是有很多人在做有意義的事情,而不是僅僅為錢。美國在科研層面真的是很前沿,中國差距還很大。本片Netflix上有,值得一看
黑洞到底是如何構(gòu)成的,目前還都是猜測,沒有準(zhǔn)確答案。宇宙和黑洞的關(guān)系到底誰先誰后?
Your casual goosebumps is our eternal gravitational waves ??
科學(xué)研究講努力,但重大成果似乎更需要好運(yùn)氣。感覺這些充滿創(chuàng)造性的研究方法在中國都很難實(shí)現(xiàn),從人到大環(huán)境都是如此……總之天文學(xué)愛好者感到開心,這是最好的時(shí)代=w=
mind-boggling
黑洞寂滅,新的循環(huán)的開始。那時(shí)候早不知死哪兒了