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How were black holes first discovered?

2025/1/6
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Moment of Um

AI Deep Dive AI Chapters Transcript
People
M
Molly Bloom
V
Varujan Ghorjian
Topics
Varujan Ghorjian: 我是NASA喷气推进实验室的Varujan Ghorjian。黑洞的引力极强,连光都无法逃逸。这是因为黑洞的质量非常大,而且非常致密,所以你可以非常靠近它的质量中心,感受到极强的引力。这种引力强到连光都无法逃逸。黑洞理论基于爱因斯坦的引力理论。起初,人们通过观察天空,使用不同波长的光,特别是X射线(人眼不可见)来寻找黑洞。他们发现天鹅座中有一些明亮的X射线源。其中一个X射线源来自一个双星系统,其中一颗星是可见的,但另一颗星不可见,但质量很大,并发出大量的X射线,这意味着附近有非常热的东西,因为只有高温才能发出X射线。他们发现,来自大恒星的气体正在落入这个黑洞,在落入的过程中,气体越来越热,释放出越来越多的能量,发出X射线。通过计算双星系统的轨道运动,他们发现这个不可见天体的质量远超预期,因此推断它是一个黑洞。第一个黑洞于1964年被发现,当时我们能够将望远镜送入太空,避免大气干扰。此后,我们又发现了数百万个黑洞。 Molly Bloom: 因为黑洞本身不发光,所以我们无法直接用肉眼看到它。科学家们另辟蹊径,寻找其他线索。第一个黑洞的发现源于科学家们注意到太空中一个非常重的物体正在发出大量的X射线。黑洞本身并没有发出X射线,而是当物质落入黑洞时,释放出X射线。这就像是在观察黑洞的轮廓。

Deep Dive

Shownotes Transcript

来自Brains On幕后团队,这是“嗯的时刻”。解答那些让你发出“嗯”声的问题。“嗯的时刻”由APM工作室制作。我是Molly Bloom,我正让我的狗Honeybee出去方便一下。哦,天哪,它在哪里?Honeybee,你拉在哪儿了?给妈妈看看。

哦,你好。我的小狗Honeybee刚在我的后院某个地方拉了二号,我现在需要把它铲起来,这样以后就不会踩到它了。但是天快黑了,便便也是黑的。哦,在那里。哦,不,那只是一块石头。试图在一个巨大的黑暗院子里发现一小块黑暗的粪便,就像,嗯,大概就像在广阔的宇宙中发现一个黑洞一样。

说到这个,我一直很好奇:如果黑洞是宇宙中密度如此之大以至于没有任何光线能够逃逸的地方,我们怎么能发现它们呢?当然,科学家相信它们存在,因为爱因斯坦的理论说它们应该存在,但很长一段时间,没有人有证据证明它们是真实的。如果它们在黑色的宇宙中也是黑色的,我们是怎么发现第一个黑洞的呢?

Ali也对此感到好奇,并问我们科学家是如何发现第一个黑洞的。让我们请一位空间科学家来发表意见。第一个黑洞的发现几乎是偶然的。我叫Varujan Ghorjian,我在美国宇航局喷气推进实验室工作。黑洞是一个引力如此之强以至于连光都无法逃逸的天体。

任何具有引力、使物体靠近它的东西,都具有质量。你越靠近具有大量质量的东西,就越难摆脱它。对于黑洞来说,它有很大的质量,但它也非常紧凑,这意味着你可以非常靠近所有这些质量,这意味着你可以真正感受到所有这些质量的强烈引力。它达到了光都无法逃逸的地步。黑洞理论是基于爱因斯坦的引力理论,它描述了引力是如何工作的。

人们发现,这使得某些东西能够如此紧凑,并拥有如此巨大的质量和如此强大的引力,以至于光都无法逃逸。但是人们开始仰望天空,并使用不同的光波长。在这种情况下,他们正在观察X射线,而这并不是我们眼睛可以看到的波长。他们在天空中看到了一些明亮的X射线源。

事实证明,天鹅座中这些X射线源之一实际上来自一个双星系统。两颗相互绕行的恒星。他们可以看到一颗恒星,就像我们眼睛可以看到的那样,但他们看不到另一颗是什么。但它也有很大的质量,并且正在发射大量的X射线。

这意味着附近有非常热的东西。你必须非常热才能发射X射线。所以他们发现的是来自大恒星的气体正在落入这个黑洞,它在不断地落下。所以你下落得越远,释放的能量就越多。它只是制造了一个漩涡,并且越来越热,越来越热,并且正在发射X射线。

根据它必须具有的质量,因为当你有两颗相互绕行的恒星时,你可以计算出每一颗的质量。事实证明,它的质量必须超过预测的质量,它必须是一个黑洞。第一个黑洞是在1964年发现的,当时我们可以将望远镜送入太空,而不会受到我们大气层的干扰。从那时起,我们已经发现了数百万个其他的黑洞。

有些,像天鹅座X-1,是太阳质量的几倍,但许多是太阳质量的数百万到数十亿倍。但它们非常非常遥远。我们所知的发现它们最好的方法是寻找落入黑洞的气体,这些气体在进入黑洞之前会加热,然后就再也不会被听到了。嗯,呃,

哇,这是一个巧妙的发现黑洞的方法。因为它不发射光,所以你无法用眼睛看到黑洞,因此科学家们寻找其他的东西。当科学家们注意到太空中某个非常重的东西正在发出大量X射线时,发现了第一个黑洞。黑洞本身并没有发出X射线,但当物质落入其中时,就会释放出X射线。所以这就像发现黑洞的轮廓一样。

说到轮廓,我想我看到了那坨消失的便便的轮廓。抓到了!哦,对不起,青蛙先生。天黑了,我以为你是别的什么东西。我的错。如果你喜欢这一集,请花一点时间订阅“嗯的时刻”,无论你在哪里收听播客。如果你喜欢太空,请查看Forever Ago播客,我们有一整集都是关于一个秘密训练项目,它为女宇航员铺平了道路。

想看看我们的节目如何栩栩如生吗?前往YouTube,在那里我们有一些很棒的动画Brains On剧集。在YouTube上搜索Brains On Universe并订阅。如果你有问题,我们很乐意帮助你解答。通过访问brainson.org/contact给我们留言。下次再见,后天再见,每天工作日再见。在那之前,嗯......

哦,见鬼,我放弃了。我会明天收拾那坨狗屎的。在那里。