介绍黑洞课件-人类如何拍摄出首张黑洞照片科技知识天文演讲.pptx

您好，黑洞人类如何拍摄出首张黑洞照片M87地球此PPT下载后可自行编辑修改

看见你，我走过了5500万光年黑洞往事认识黑洞寻找证据看见黑洞M87

黑洞往事Chapter1相对论史瓦西半径坍缩黑洞

1915爱因斯坦用他天才的物理直觉，提出《广义相对论》，颠覆了人类对时空本质的认知我们可以借惠勒之言概括广义相对论的精髓：“时空决定物质如何运动，物质决定时空如何弯曲。”

1916德国天文学家卡尔·史瓦西给出了广义相对论中，描述时空性质的“爱因斯坦场方程”的第一个精确解他指出，对于任何物体都有一个与其质量相对应的半径，如果将其全部质量压缩到这个半径内，这些物质就将无止尽的向中心掉落，形成一个时空极端弯曲的奇点

某个天体坍缩对应半径史瓦西半径任何物质哪怕是光，都无法从史瓦西半径内逃出你来过，我便不愿让你离开

但开始时，天文学家是不相信自然界可以产生那么致密的天体！1931时间走过漫长的岁月doubt

1931印度裔天文学家钱德拉塞卡指出，小恒星演化的遗骸，也就是靠电子简并压维持存在的致密天体白矮星，一旦质量超过1.4倍太阳质量，就无法继续依靠电子简并压而维持存在，势必继续坍缩为中子星

1939美国理论物理学家奥本海默等人又指出，当中子星的质量超过某一极限，就连中子简并压也无法维持中子星的存在，超重的中子星也必然继续坍缩下去——而且似乎没有什么力量可以再阻挡这种坍缩

1967美国理论物理学家惠勒正式提出黑洞“blackhole”的名词，虽然之后也出现过一些黑洞的间接影像可以证明它身处星河之中，但没人见过黑洞的真正样貌

认识黑洞Chapter2密度引力场天体时空弯曲

黑洞将大量的质量聚集在一个点上，使得它实际上成为一个密度无穷大的物体

特征不是洞，是天体质量大，密度高产生巨大的引力场无法直接观测

形成死亡恒星恒星内部氢核聚变燃料用完后因无法抵抗自身重力会开始向内塌陷重力聚变H超新星恒星体积会瞬间膨胀并将外部物质全部吹飞，而质量大的恒星会发生爆炸重元素开始燃烧坍缩直到连重元素也烧完时，重力又会使得恒星继续向内塌陷爆炸黑洞质量更大的恒星会持续坍缩，重力会使周围的空间产生扭曲并最终形成黑洞我被你的重力持续吸引

吸积喷流吸积盘黑洞吸积气体流伴星因为黑洞能够巨大的引力场，会让它逐步吃掉周围的恒星，其中对气体撕扯会产生旋转的吸积盘，而且部分吸积气体也会沿转动方向被抛出去形成喷流，这些气体摩擦会产生了明亮的光线，再加上其他频段的辐射，因此能捕捉到黑洞的发光现象

无法直接观测的黑洞真的存在吗？我们应该如何证明它的存在1972科学家们在不断的探索explore

寻找证据Chapter3LIGO引力波EHTVLBI

1972年，美国天文学家使用探空火箭搭载的X射线探测器，发现了天鹅座的一个强X射线源。黑洞成为解释宇宙中强X射线源形成机制的钥匙强X射线源喷射X射线

2016年2月11日，LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器，已经首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号双黑洞合并LIGO探测器

在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，这种波以引力辐射的形式传输能量引力波

理论上黑洞是无法观测的，但是在其吸积的过程中，会出现发光和辐射的现象，科学家们利用该点对黑洞进行了拍摄拍摄黑洞想象图

知道了拍摄的原理，科学家们又是如何对黑洞进行拍照的呢？2019找到你，我一直没有放弃shooting

看见黑洞Chapter465亿5500万光年M87吸积盘

银河系中心黑洞SgrA*根据理论估计，银河系中遍布着成千上万的这种质量极大的超级天体，而整个宇宙中的这样的超级天体更数不胜数但由于复杂的计算和观测，到目前为止，能确认的黑洞只有20多个，本次拍摄选定了两个超大质量的目标黑洞M87核心的黑洞M87*距离2.6万光年430万太阳质量距离5500万光年65亿太阳质量选角

光学波段星际尘埃遮挡需要口径达2千米的巨型望远镜，目前只能做到100米左右的口径选光前面说到，黑洞的吸积过程中，气体摩擦会产生了明亮的光线，再加上其他频段的辐射，理论上科学家们是能够对黑洞进行拍摄的尽管黑洞周围可以发出光线和辐射，但因为距离遥远，实际上大部分的光学波段会被层层星际尘埃遮挡亚毫米波尘埃无法遮挡地球大气水汽无法吸收所需的望远镜口径将达到5000千米以上

相机使用亚毫米波接收来自黑洞的辐射，需要多台望远镜进行联合观测，经过十几年的协调，8台全球顶尖的毫米波望远镜加入了解析黑洞轮廓的行列，最终形成了事件视界望远镜（EHT）。并于2017年4月进行对银河系和M87中央黑洞进行了观测

研究机构全球13多个研究机构都参与进来开展研究、校准工作成像数据量1PB=1000TB大约装满了1-2000