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網(wǎng)紅柚子的照片,光子本人照片( 五 )

云知道光子


人們把這個(gè)項(xiàng)目命名為事件視界望遠(yuǎn)鏡EHT 。2017年4月 ， EHT項(xiàng)目對(duì)兩個(gè)目標(biāo)進(jìn)行了持續(xù)十天的觀測(cè) 。為了保證同步 ， 每一個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡都配備了精密的原子鐘 。數(shù)據(jù)記錄下來的數(shù)據(jù)有10PB那么大 ， 大約相當(dāng)于一萬塊1T硬盤的容量 。許多天文臺(tái)并沒有網(wǎng)絡(luò) ， 這些數(shù)據(jù)被裝在特制的硬盤里 ， 送到了美國的麻省理工學(xué)院和德國的馬克思普朗克射電所 。
值得一提的是 ， 由于南極洲有禁飛期 ， 這些數(shù)據(jù)等了好幾個(gè)月才從南極運(yùn)出來 。處理這些數(shù)據(jù)花了兩年的時(shí)間 。因?yàn)樵救藗儾⒉恢篮诙词鞘裁礃幼拥?nbsp;， 需要通過海量的數(shù)據(jù)通過一些方法還原到圖像 。這就好像公安局的畫手通過受害者的描述給罪犯畫像一樣 ， 如果一個(gè)畫手畫 ， 他可能會(huì)往自己心中罪犯的形象傾斜 ， 不能保證客觀 。于是 ， 世界上多個(gè)小組針對(duì)數(shù)據(jù)開展了自己的還原計(jì)劃 ， 直到所有人的結(jié)果都一致了 ， 黑洞照片才能真正與大家見面 。
（微波是肉眼不可見的 ， 這張照片的顏色是人工渲染的 。）還有一個(gè)小問題要解釋一下 。黑洞連光斗吸引的進(jìn)去 ， 我們是如何看到它的呢？實(shí)際上 ， 所有有質(zhì)量的物體 ， 都會(huì)造成一個(gè)引力勢(shì)阱 ， 地球就是在這個(gè)引力勢(shì)阱周圍運(yùn)動(dòng) 。因?yàn)樘柕馁|(zhì)量不夠大 ， 所以引力勢(shì)阱不夠深 ， 只要物體以光速運(yùn)動(dòng) ， 就一定能脫離太陽的引力 。但是 ， 黑洞的質(zhì)量太大了 ， 它的引力勢(shì)阱也非常深 。
在它附近有一個(gè)范圍稱為視界 ， 世界外面的光還是可以逃脫黑洞的引力 ， 而世界里面的任何物體都無法逃脫 ， 只能向著中心點(diǎn)——奇點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 。在黑洞附近的恒星由于受到黑洞巨大的引力作用 ， 有些物質(zhì)會(huì)被黑洞吸引 。這些物質(zhì)會(huì)圍繞著黑洞運(yùn)動(dòng) ， 稱為吸積盤 。而且 ， 在它們向著黑洞運(yùn)動(dòng)的過程中 ， 速度越來越快 ， 溫度約來越高 ， 就會(huì)發(fā)出電磁波 ， 這就是我們拍攝到的黑洞照片：視界外面的吸積盤 。
有些黑洞由于磁場(chǎng)的影響會(huì)將等離子體向著垂直吸積盤的方向噴射出去 ， 就形成了噴流 。M87的噴流有幾千光年之遠(yuǎn) ， 非常壯觀 ， 這在之前就已經(jīng)被哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到了 。一張模糊的黑洞照片 ， 凝聚了成千上萬科學(xué)家的心血 。人們通過數(shù)年時(shí)間 ， 在高科技設(shè)備的幫助下 ， 再次印證了愛因斯坦的廣義相對(duì)論 。一百年前 ， 在沒有哈勃望遠(yuǎn)鏡和射電望遠(yuǎn)鏡的時(shí)候 ， 愛因斯坦就知道答案了 。
光子真的客觀存在嗎？光子屬于基本粒子嗎？目前人類對(duì)光子的認(rèn)識(shí)達(dá)到了什么程度？
光子的客觀存在與否和是否屬于基本粒子 ， 已經(jīng)不是很要緊的事了 。光子的概念 ， 第一次提出是由愛因斯坦做的 ， 只不過那時(shí)候叫光量子 ， 而愛因斯坦也因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)并解釋了光電效應(yīng)獲得了1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 。題主問的客觀存在 ， 更傾向于想知道光子是不是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的“微?！痹陲w行 ， 這其實(shí)是一個(gè)很不好回答的問題 。但就像我開篇說的 ， 這個(gè)問題的答案對(duì)于目前的物理學(xué)研究并不是很要緊的事 。
你要說光子是真實(shí)客觀存在的微粒 ， 在20世紀(jì)的科學(xué)家看來 ， 上面的光電效應(yīng)和后來的康普頓效應(yīng)就是來佐證這個(gè)觀點(diǎn)的 。這樣看來 ， 光子確實(shí)是實(shí)實(shí)在在的“微?！?。但實(shí)際上 ， 在后來的量子力學(xué)日漸成熟后 ， 當(dāng)物理學(xué)家不把光子看成一個(gè)具有動(dòng)量的 ， 實(shí)實(shí)在在存在的“微粒”時(shí) ， 也能同樣解釋光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng) ， 并且還更完美 。而光子是否屬于基本粒子這個(gè)問題 ， 嚴(yán)格來說是一個(gè)歷史問題 。

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