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关于捕获首张黑洞照片的思考

已有 559 次阅读 2019-4-12 03:26 |个人分类:黑洞|系统分类:观点评述| 黑洞, M87星系

今天(北京4月11日)看到科学网首页的报道《天文学家捕获首张黑洞照片》及《中国科学家计算出超大质量黑洞外流气体尺度》,我衷心祝贺有关科学工作者获得的巨大成果,也对我国科学家的工作感到骄傲与荣幸。


两个报道分别刊登了超大质量星系M87中心的超大质量黑洞令人瞩目的照片


Untitled1.jpg

图1


及图片


Untitled.jpg

 图2


根据报道,我们还得到如下信息:


信息1  第一张照片是使用事件视界望远镜(EHT)观测波段为1.3毫米的精确观测数据整合制成的。1.3毫米不属于可见光或红外线的波段,而是属于无线电波波段。


信息2  第二张图片是艺术家,根据黑洞专家的理论,画出的超大质量黑洞吸积盘形成的高速气体外流图。图中明确显示有相当大厚度的发射强烈白光的物质层,该层分布在黑洞外。更外面有个类似于土星光环的吸积盘,这个盘中的物质发出频率较低的可见光,红外光,也包括无线电波(包括1.3毫米波段)。

这个白光层的存在是我们可以理解并接受的,因为靠近黑洞表面外的物质密度必定很高,而且存在很强的相互作用,这种相互作用的强度远强于更外面吸积盘内物质的相互作用。

另一方面,艺术家们为了让我们看到黑洞内部的“黑”,故意在想象的图中剥去了黑洞外层朝向我们的一部分发白光的物质层,直接用黑色显示黑洞内部的物质。除此,为显示内部物质仍然由于强大相互作用不断产生更高频的仅在内部传播的强烈辐射,图中用了蓝色表示这些辐射(一般情况下这些辐射不能传出黑洞表面)。


信息3  第一张图片的制作中,除了1.3毫米辐射,没有其它波段辐射的信息,特别没有图2显示的发白光所覆盖波段的辐射信息。这说明覆盖在黑洞外的发白光的物质层几乎不存在1.3毫米辐射,否则第一张图就不会存在中间的黑色部分。


基于以上信息,我产生了如下思考:


思考1  如果照片1的假彩色光表示了星系M87中心的超大质量黑洞周围的1.3毫米辐射的发射点与强度,该幅射应来自黑洞的吸积盘,而且吸积盘的盘面正对着我们的地球和太阳系。一般来说,这种相对位置关系是个小概率的情况。更一般的情况是,吸积盘应该侧斜地对着太阳系,从太阳系观测它时,吸积盘就应该类似于第二张图片中的吸积盘或土星光环的巨大发光环(图3)那样,不以正面对着我们。


土星.jpg

图3


而图1的星系M87中心超大质量黑洞吸积盘恰恰正对着我们,这确实是很幸运的特殊情况


思考2  事实上,人们早已获得了星系M87中心超大质量黑洞其它波段的辐射的照片,用谷歌搜索“photo of m87 star system”一词,可查到如下网址:

 https://images.search.yahoo.com/yhs/search?p=photo+of+m87+star+system&fr=yhs-adk-adk_sbnt&hspart=adk&hsimp=yhs-adk_sbnt&imgurl=https%3A%2F%2Fcdn-images-1.medium.com%2Fmax%2F2000%2F1%2AIOC77tyUnww4x81QlW8Ptw.jpeg#id=14&iurl=http%3A%2F%2Fstarchild.gsfc.nasa.gov%2FImages%2FStarChild%2Funiverse_level2%2Fm87_disk.gif&action=click

该网页给出的大量关于M87星系黑洞的照片。下面仅附上其中三张

1_IOC77tyUnww4x81QlW8Ptw.jpeg

图4


m87aat2.jpg

图5


m87_disk.gif

图6


可以看到这些照片中显示的辐射强度越是靠近黑洞辐射就越强。发强辐射的区域显然覆盖黑洞的外围,也覆盖了图2所示的黑洞外白色光的发光区域。


我不大了解发上述白光区域以及其图4,5,6 中产生非1.3毫米波段辐射区域中物质的物态。无疑这些区域的物质在黑洞之外,而且覆盖了照片的中间黑色部分。令人难以理解的是,为什么在对应于照片1黑色部分的物质在相互作用下仅能发射其他波段的较强电磁波,却几乎不能发出1.3毫米波段的辐射?


尽管有以上疑问,照片1 明确显示这部分区域就是几乎没有1.3毫米的辐射。 


思考3  思考2 所讨论的事实说明照片1中间的黑暗区域不应该是黑洞本身,因为它包含着黑洞周围有不同于1.3毫米辐射的其它辐射物质层。由于有其它辐射,这部分物质测量起来并不“黑”。迄今没有证据说明M87星系黑洞外的只发白光却无1.3毫米辐射的物质层不存在。因此,如果那个黑洞真存在的话,它应被藏在这些发其它波段光的物质层内。


那么如何才能测到到真正“黑”的黑洞部分呢?



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