人類發現首張黑洞照片 人類首張黑洞照片

我們這次看到的是過去的黑洞 。就在剛剛的2019年4月10日 , 人類公布了歷史上第一張拍到的黑洞的照片 , 我們第一次看到了黑洞的模樣 , 但是因為這顆黑洞距離地球高達5500萬光年 , 所以我們看到的實際上是5500萬年之前的黑洞 。

人類發現首張黑洞照片 人類首張黑洞照片

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先說最簡單的問題:我們拍到的照片是什么?這道問題的答案是:我們拍到的照片實際上是物體發出或者反射的“光” 。當然 , 更準確的說法是電磁波 。
一束有能量、有波長,攜帶有一定信息的光被相機捕捉到之后 , 通過一定的處理我們可以了解發射/反射這束光的物體的樣貌 。但是 , 我們這個時候知道的是物體發出那束光或者反射那束光的一瞬間的樣貌 ?!救缦聢D所示】
人類發現首張黑洞照片 人類首張黑洞照片

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簡單說,光雖然是宇宙中速度最快的物體,但是光的傳播也是需要時間的,所以一個物體發射出來的光需要一定的傳播時間才能夠到達人的眼睛或者相機 。
打個比方,有一個在上海的朋友給在北京的你寫了一封信,然后一輛車把這封信送給到你手上,你打開來一看 , 信上說“我現在身體很好”,于是你可以知道,在你這個朋友寫信的時候身體很好 。但是說不定你打開信的同時,你的朋友已經生病了 。
拍照過程中的光線也是一樣的道理 。比如說太陽發出來一束光,這束光從太陽傳到地球需要8分20秒,那么當這束光到達你的眼睛的時候,已經經過了8分20秒,所以你看到的是8分20秒之前的太陽 。
再比如說,你看到上面這束光的同時刻,太陽的亮度突然增加了100倍,那么你會一瞬間看到亮了100倍的太陽嗎?不會,你要再等8分20秒的時間才能夠看到亮了100倍的太陽 。
然后說“光年”這個概念 。光年是一個距離單位 , 是光跑一年的時間所跑過的距離 。人們經常會用光年來衡量宇宙中天體之間的距離,類似的單位還有光秒、光分等等 。如下圖所示 。
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為什么人們會經常用這個概念來描述距離呢?其實我說一個類似的概念大家就明白了,這就是大家生活里常用的:XX分鐘車程 。比如說,有的樓盤宣傳的時候會說這個小區距離市中心“30分鐘車程”,雖然這是一個距離單位 , 但是一下子變得直觀了起來 。那么一說,開車走“30分鐘車程”的距離需要多久呢?不用計算就可以知道,就是30分鐘呀 。
那么光年也是一樣的概念,這顆黑洞距離地球5500萬光年 , 那么黑洞的影像以電磁波(光)的形式傳到地球上需要多久?答案就是5500萬年 。
所以,當相機拍到黑洞產生的光亮的時候,實際上這束光已經經過了5500萬年的時間才傳到地球上,我們看到的,自然就是5500萬年之前的黑洞了 。我們來做一個對比:
問:上海到北京要十個小時車程,那么上海的朋友給你寫了一封信說他身體很好(開車送信),那么你收到信的時候你知道的是你朋友什么時候的身體狀況?
答:十個小時車程/車速=十個小時之前的 。
問:黑洞到地球有5500萬光年 , 那么黑洞產生的光亮以光速在宇宙中傳播,那么地球拍攝到這束光的時候,人類拍到的是什么時候的黑洞?
答:5500萬光年/光速=5500萬年之前的 。
因此,我們看到的實際上是5500萬年之前的黑洞 。另外 , 有人說因為宇宙在膨脹,所以雖然距離是5500萬光年,但是我們拍到的不是5500萬年之前的黑洞 , 這個說法是對的 。但是因為這個距離實際上還是很近,天體的紅移/藍移效應沒有太明顯,所以基本上可以認為就是5500萬光年,影響不是很大 。