submillimeter,accuracy

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为什么首张黑洞照片要冲印两年?是因为大吗?

谢谢“小嘉嘉看世界”的信任和邀请。黑洞这话题也算是研究过,写过一些入门级别的文章,碰巧也是一个喜欢摄影的,当然了,我这两方面水平都不高,能力也有限得很。就这个问题只能是跟您探讨一下,如果有不当的地方,还请见谅。先说说我的理解吧,不是因为大,恰恰是因为小,需要更长的曝光时间。如果让我们来拍摄这个黑洞我们就需要做一些准备,包括了解被摄对象和选择合适的器材。

当然了,这次拍摄要比咱们普通摄影更复杂,不是一个照相机就行了的。但咱们还是按照这个流程来看看应该怎么去拍。我们先来了解一下这个被摄物体——黑洞的基本情况:这次科学家们要拍摄的位于半人马座A M87星系黑洞是位于M87星系的一处巨大黑洞,距离我们太阳系约5000万光年。其体积巨大,是太阳的680万倍,足以吞噬整个太阳系。

是不是看上去是很大的样子?然而,跟5000万光年的距离比起来,就是一个非常微弱的小点点了。这个小点点有多小呢:10个角秒。一个圆周有360度,1度有60角分,1分有60角秒。我们人的眼睛能识别的两条线的最小距离是0.01度,而这个10角秒为10/3600=0.0028度,这意味着,这么大的一个黑洞,在5000万光年之上是我们用肉眼不能识别的一个小点。

必须用望远镜才能观测到。这个比例基本上等于我们人类站在地球上,去看月球上一颗葡萄的感觉。而且由于引力非常大,我们要拍摄黑洞的内部(视界以内)是不可能的。我们能拍摄到的是它的吸积盘。这个吸积盘就是被黑洞巨大引力场俘获的很多的星际物质。这些物质在引力的作用下会发出各种粒子(光),我们能拍到的东西实际上就是这个。

好了,我们从上面了解到我们要拍摄的对象了,接下来要选择用什么样的器材去拍摄它。这是最让人脑袋痛的事情,为啥,它太小了,咱们得找个大大大大口径的镜头去拍它。多大呢?最大也只能是地球直径的镜头,再大了地球装不下。好吧,这么大的镜头肯定是没有的。那怎么办,科学家的办法就是虚拟出来一个。怎么虚拟的呢?通过把地球上的多个望远镜给连接起来。

这样就能使这个镜头的孔径接近地球的直径大小。可以说,科学家为了这次摄影真的是拼了。现在镜头有了,就需要选择机身。机身的选择跟我们用的照相机情况类似,那就是后面用什么感光器件。可见光是不行的,因为我们跟M87黑洞之间会有很多的星云和尘埃,这些波长太短的光过不来。我们这个相机能接收到的就是一些波长比较长的电磁波。

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