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①今年4月10日,人类史上首张黑洞照片面世,终于让人们一睹黑洞

发布时间:2020年10月19日  更新时间:2025年10月31日
作者:未知  文章ID:45376  浏览:

【原文】
    ①今年4月10日,人类史上首张黑洞照片面世,终于让人们一睹黑洞的“芳容”。
    ②黑洞是广义相对论中宇宙空间内存在的一种天体。它源自爱因斯坦广义相对论的推论,揭示了物理学中的极限。当恒星的核燃料耗尽,也就是恒星到达生命的尽头时,它们会膨胀,失去质量,然后冷却形成白矮星。但是炽热的天体中较大的,比如9到25倍太阳质量的恒星,它们会随着一场大爆炸——超新星爆发而坍缩成中子星。本来恒星可以通过自身的核聚变产生持续向外的推力,以平衡恒星自身质量向内的引力。爆发后恒星的残骸不会再提供推力,但自身巨大的引力还在,就只能向内坍缩。当它持续坍缩,半径收缩到史瓦西半径时,黑洞就诞生了。
    ③黑洞无法直接观测,科学家借由间接方式得知其存在与质量,并且观测到它对其他事物的影响。由于黑洞的强大引力,它往往被其他明亮的物质包围,这使得我们很难看到黑洞本身。看不见,并不完全因为它是“黑”的。在此之前,我们实际上能够观察到的黑洞,是视界以外的部分。天文学家通常不会尝试直接观测,他们要寻找黑洞存在的间接证据。
    ④以著名的物理学家钱德拉塞卡命名的望远镜,专门观测不同天体发出的X射线。对于黑洞存在的最好证据就来自这里。在黑洞的引力下,吸积盘内物质落入黑洞的速度极快,物质之间的摩擦使它被加热至数十亿度的高温,从而发出辐射,这些辐射就包括有X射线。来自哈勃望远镜和甚大射电望远镜数据合成的图片,显示了来自20亿光年外,有银河系质量1000倍大小的武仙座A黑洞爆发出的喷流。人们认为喷流正从半人马座A中心的黑洞喷发出来。这些喷流供给了大量的辐射气体,而这些气体远远超出了可见星系的范围。这些喷流比星系本身还要长。天文学家记录了黑洞周围恒星20年来,围绕着银河系中心的人马座A*运动的恒星数据。那些恒星在围绕一处“空白”以每小时1800万千米的速度运行。
    ⑤虽然黑洞距离我们十分遥远,天文学家仍想出了办法观测到它。传统的光学望远镜使用越来越大的光学镜面来观察宇宙中物体,但观测不到黑洞,于是天文学家用虚拟的方法把光学望远镜的口径变大,制成视界望远镜,搜集黑洞发射出的射电波。科学家得到的是黑洞发出的射电波数据,要把它们还原成一个可视化的图片非常困难。观测10天,分析两年,最终得到了这张黑洞照片。
    (摘编自中纪委网站科技视界栏目《人类认识黑洞的小小一步》)

【问题】
    15.下列对文章的理解和分析,不正确的一项是(    )(3分)
    A.“一睹黑洞的‘芳容’”,表现了人们想看到黑洞真实形象的急切心情。
    B.包围黑洞周围的明亮物质产生强大的引力使得我们很难看到黑洞本身。
    C.首张黑洞照片问世之前,人类看不见黑洞,能看到的是视界以外的部分。
    D.科学家通过视界望远镜获得射电波数据还原成图片,让人类终“见”黑洞。
    16.黑洞是如何形成的?请简要说明。(3分)
    17.黑洞存在的间接证据有哪些?请简要概括。(6分)

【参考答案】
    15.(3分)B
    16.(3分)
    (1)较大恒星随着超新星爆发而坍缩成中子星;(2)爆发后恒星残骸失去推力,因自身引力而向内坍缩;(3)持续坍缩到史瓦西半径时,形成黑洞。(每点1分)
    17.(6分)
    (1)吸积盘内物质落入黑洞产生了X射线;(2)黑洞爆发的喷流比星系本身还长;(3)恒星围绕“空白”处高速运行。(每点2分)
 

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