想買個天文望遠鏡來觀測黑洞,買什麼型號的好?

星宇飄零2099


為何將黑洞描述的如此可怕呢。首先我們看來黑洞的特性就知道了。黑洞擁有著無限大的引力、無限大的重力以及無限小的體積,雖然我們暫且不知道黑洞是否會自轉,但是不用想,黑洞的自轉速度也會使宇宙中最快的!從以上幾點就能知道黑洞的可怕了。

首先黑洞的引力極為的強大,任何物質被吸引時,都會被撕成碎片。無論是最堅硬的中子星還是黑洞的同類。無限大的重力,有黑洞的地方,時空就會受到影響,時間會變慢,空間會被壓縮成一個無底洞。無限小的體積。一顆太陽質量的黑洞,它的個頭只有5公里左右,簡單的說就是把直徑140萬公里的太陽壓縮成了一個直徑為5公里的黑洞。因此它的密度強到無法想象的地步。

當我們知道黑洞的特性後,就知道如何觀測黑洞了。如果你想買望遠鏡的話,我推薦你去購買哈勃望遠鏡、斯皮策望遠鏡以及FAST望遠鏡和即將登場的詹姆斯韋伯望遠鏡。不過,你可能會買不起吧。因為一個望遠鏡的造價就需要花費百億RMB。即使你買了這些東西,你依然無法看到黑洞。

引力透鏡是光的一種折射現象,如果黑洞發光,那麼我們就能看到它。但是黑洞不會發光,簡單的說它的引力太可怕了。強到光都無法逃脫出來,所以黑洞是黑色的。而可見光望遠鏡是無法觀測到黑洞的存在了。那麼我就需要另外一種觀測方式了。既然黑洞的本體無法觀測,那我們就觀測它的吸基盤。

令人興奮的是,黑洞的吸基盤是可以被觀測到的。因為光可以逃逸吹吸基盤,所以我們能夠看到吸基盤的面貌。不過話說回來了。如果這個黑洞足夠的大,那麼我們就能夠清晰的看到。如果太小的話,那麼我們依然看不到。實際上觀測黑洞目前來看,一種望遠鏡和觀測技術是無法達到觀測黑洞的目的的。我們需要多種望遠鏡結合起來。

首先從黑洞的特性,它不發光。那麼黑洞的中心肯定是無法直接看到的。所以我們用透視性更強的紅外線望遠鏡,這樣我們就能夠看到黑洞世界區域附近的熱輻射帶。而觀測黑洞的吸基盤,則需要使用哈勃可見光望遠鏡。觀測黑洞的異常行為時,我們則需要使用X射線望遠鏡,因為它能夠捕捉到宇宙中最細微的X射線源。當我們將這幾種望遠鏡的數據結合起來。今天的黑洞照片就誕生了!

我是宇宙V空間,一個科普天文愛好者!本文由宇宙V空間原創,轉載請註明出處!如果你對這篇文章有疑問,請在下方評論和留言!

宇宙V空間


如果題主想要買天文望遠鏡來觀測黑洞,建議先入個門,先買一架哈勃太空望遠鏡練練手。哈勃售價大概15億美元,摺合人民幣100億元。不過,不知道NASA肯不肯賣?或者肯不肯再新造一架?

如果題主預算高一些,可以考慮NASA正在新造的更強望遠鏡——詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。這架望遠鏡功能比哈勃強很多,當然售價也就高很多,估計為96.6億美元,摺合人民幣660億元。

用這兩架望遠鏡來觀測宇宙,看到廣義相對論所預言的引力透鏡效應是沒有問題的,上圖就是哈勃曾經拍攝到的愛因斯坦環。但如果想要用它們來直接觀測黑洞是不行的,因為黑洞會把光都吞掉,所以黑洞是無法直接看到的。不過,可以通過觀測黑洞周圍的恆星運動規律來間接探測黑洞的存在。

如果題主特別想研究黑洞,可以考慮入手事件視界望遠鏡,這種望遠鏡可以研究星系中心的超大質量黑洞的事件視界尺度結構。事件視界望遠鏡是全球合作項目,其造價可能與哈勃差不多。


火星一號


黑洞是宇宙之中最神秘的天體之一,質量和引力大到連光都無法逃脫,所以直接使用光學望遠鏡無法觀測到的。

並不是只有普通可見光望遠鏡看不到,就是買來哈勃太空望遠鏡這樣的可見光望遠鏡,對觀察黑洞沒什麼作用。

人們只能觀察到黑洞周圍發生吞噬物體等激烈活動的事件時釋放出X射線,在X射線波段來觀察和研究黑洞。所以你要觀察黑洞,所需要的是X射線望遠鏡。

探測黑洞活動的是X射線望遠鏡,它是利用X射線來拍攝成像,與哈勃太空望遠鏡利用可見光波段不同。典型的例子就是美國NASA的錢德拉X射線天文望遠鏡,這套系統造價約28億美元。

錢德拉X射線望遠鏡主要由太空艙系統,望遠鏡系統和科學儀器系統組成,通過高分辨的鏡片和高分辨率的成像系統拍攝,可以記錄那些黑洞碰撞,恆星爆炸這些最激烈的太空事件。

我國最近也發射的有一顆衛星,裝備的硬X射線調製望遠鏡,名字叫慧眼,國產你懂得,價格實惠量又足,你可以投資,或者贊助一下,用來看黑洞吞噬恆星,超新星爆發,中子星形成,那絕對是物超所值。


量子實驗室


建議題主上閒魚,然後聯繫NASA賣家,聽說哈勃望遠鏡要退休了,可以考慮買二手,不過人家同意不同意就不知道了,反正地球望遠鏡是看不到黑洞視界的。

如果店家不賣,可以花90億美元請NASA出售詹姆斯韋伯備用望遠鏡,這裡包括了火箭發射費用,然後你的後期維護,以後想多看幾天,還要請人去天上修理你的望遠鏡。

不過,根據現實情況,我估計喊馬雲買這樣的一個望遠鏡拿來自己玩,怕他都耐不住。

還有一個辦法,就是出資慧眼計劃,這樣可以共享部分你想看到的不是敏感機密的內容,我估計你得花10億美元左右的費用,畢竟我們國家造望遠鏡技術世界一流,但是性價比最高。

個人感覺你還是自己買一個望遠鏡好,不過你要提前幾年,最快兩三年才能拿到NASA的二手貨。這個是DIY定做的沒辦法,量產是沒辦法賣出去的。

綜上,你還想自己買一架望遠鏡看黑洞嗎?而且黑洞視界內你是沒辦法看到的!


修行者157260266


觀測黑洞還是相對來說容易的,因為我們觀測黑洞是通過黑洞周圍吸積盤的熱輻射來觀測的。這也是最早發現的黑洞,天鵝座X-1。當年美國天文學家賈科尼,用高空氣球開始觀測X射線源,開創了一代天文學新領域。我年輕時做的研究也是這個方向,所以非常熟悉。

我跟賈科尼先生有過一次“偶遇”,2004年在法國開會,他有一個專題講座,我早早去會場,在會場的咖啡廳要了咖啡準備等下找個好位置聽講座。過了會,穿一身正裝的賈科尼先生坐下,要了羊角麵包+咖啡。開始準備資料。我過去,跟他說,您好,賈科尼先生,非常高興今天有機會今天聽您講座,我是從事Chanra X射線衛星工作的。他問我是哪裡來的,我說中國,他說他很快要訪問中國.......為了不妨礙他,我就先回自己座位。那時候他剛拿諾貝爾獎,付錢的時候,他拿了一張大鈔去付錢,服務生說,沒有零錢,不用找了。

回到正題,要觀測黑洞,那麼用一臺高能X射線成像儀器,用高空氣球是最便宜的。這個東西沒有賣,但是我能幫您定製,成本價5000萬人民幣,包你探測到X-1這樣的黑洞周圍的X射線輻射,從而算是看到黑洞。

如果您錢多,我也可以幫你出面談,讓李惕碚院士他們給您設計一個軟X射線望遠鏡,按照目前價格,連同發射,15億人民幣應該夠了。至於Chandra這一級的,目前國際形勢有了變化,有錢未必能買下來。

有的答主說,哈勃什麼的,可見光波段對黑洞的輔助觀測目前不成熟。


令狐迦基


地球上所有的光學望遠鏡都觀測不到黑洞,不是你想買不買的問題。離地球最近的黑洞也有三千光年,光學望遠鏡是看不清的,射電望遠鏡也只能觀測到數據,不是直觀的看見。


天下之藏


想買個天文望遠鏡來觀測黑洞,買什麼型號的好?

從理論上來看,用光學望遠鏡看黑洞並沒什麼毛病!儘管黑洞視界直徑2-3倍以內即黑乎乎一片,但在這個界限以外卻仍然可以觀測到可見光!因為這是掉落黑洞的星際物質受到超強引力壓縮後的將有部分能量以可見光的形式發射出來!從理論上用光學望遠鏡看到黑洞(黑洞吸積盤)是完全沒有問題的!

一、最近的黑洞在哪裡?

麒麟座V616,距離2800光年,這是目前已知離地球最近的黑洞!V616是一個雙星系統,一個是9-13倍太陽的緻密天體,另一個是0.5倍太陽質量的恆星!

為什麼說這個緻密天體就是黑洞?因為根據對附近恆星的影響可以計算出這個質量大約為太陽的9-13倍,而超過奧本海默質量的天體將會無可避免的坍縮為黑洞,因此我們還是有十足的理由相信這裡存在一個黑洞!

那麼它的視界是多大呢?

太陽的質量為:1.9891*10^30千克

黑洞質量我們按最大13倍計算

G=6.67259×10^-11N·m²/kg²

光速C=299792458米/秒

黑洞的史瓦希半徑r=38380.8米

即:38.38千米,按直徑計算約為76.76千米!

按2.5倍範圍內無發在可見光波段觀測,那麼這個黑洞黑暗區域的直徑約為191.9千米,假如你要買一個望遠鏡,想要看到黑洞的話,那麼需要在2800光年外看到這個直徑約為191.9千米的黑洞實體!

二、多大的望遠鏡才能看到?

決定望遠鏡能看多遠距離上多大的物體的,並不是望遠鏡的放大倍數,而是望遠鏡的物鏡直徑!因此天文同好有兩種追求:

1、無色差超級銳度的APO望遠鏡

2、大口徑集光力超強的DOB

一般目視黨的追求最多還有個日珥鏡,當然這個不在我們討論之列!那麼我們不計光學素質,僅僅從口徑的角度來計算下2800光年外一個191.9千米的物體大約需要多大的口徑!

物體的長度/距離=1.22×可見光波長/望遠鏡口徑

可見光波長一般取值為550nm,那麼望遠鏡口徑:

D=距離×1.22×可見光波長/物體長度≈92625432.06米

即:這個望遠鏡的物鏡需要9.26萬千米!

大約是地月平均距離的1/4多一點,當然想都不用想,這個望遠鏡沒有人能買得起,甚至沒有人能製造出來!因為拍攝M87*黑洞的望遠鏡是整個半個地球的射電望遠鏡組成的干涉陣列,而M87*黑洞是太陽質量的65億倍,距離為5500萬光年,當然有興趣的朋友也可以從電磁波段計算下看清它需要多大的口徑的望遠鏡!因為即使干涉陣列達到地球大小的射電望遠鏡也幾乎是極限分辨率了!


星辰大海路上的種花家



黑洞由於本身不發光,而且還把光都吸收了,這就導致在可見光波段是沒辦法看見黑洞的,不管你用多逆天的望遠鏡都不可能直接看見黑洞,但是黑洞本身會不斷吞噬周圍的天體,在黑洞“吃飯”的時候,被“吃”的天體會由於黑洞的拉扯而形成發光的吸積盤,這樣一來就能把黑洞給“勾勒”出來。

遺憾的是目前的哈勃望遠鏡是看不到黑洞的吸積盤的,就連更先進的詹姆斯韋伯望遠鏡也看不到,所以題主想買天文望遠鏡看吸積盤的夢想怕是要黃了。

現在為止人類從來沒有真正意義上看到過黑洞,現在網絡上流傳的所有黑洞圖片都是人為製作的,科學家們用來觀測黑洞的工具是射電望遠鏡而不是光學望遠鏡,所以題主要是真的想看黑洞,我建議把貴州的那口鍋買下來,畢竟FAST是目前最強的射電望遠鏡。


我們雖然看不見黑洞的吸積盤,但是射電望遠鏡可以收集到宇宙空間中的電磁信號,通過射電望遠鏡可以不斷的收集黑洞的信息,當收集到一定程度之後,就能在計算機中模擬出黑洞的樣子。

如果將來人類科技足夠發達,那麼就能人工製造一個小黑洞放在太陽系內,到時候只要你在安全距離,那麼就能自由的對黑洞進行觀測。

所以說題主不必花冤枉錢去買望遠鏡,只要讓自己活到人類有能力製造小型黑洞那一天就行了。


宇宙探索未解之迷


我告訴你個大實話:再大的望遠鏡也只能看到天體的表面,而不能瞭解到天體的實質,要想知道天體的實質,在目前科學技術也無法完成的情況下,只能依靠自已的悟性去感悟其所以然。我還告訴你個大實話:對於其他人所提到的天體現象或圖片及計算的數據,只能作為你在探䆒過程中的參照物,千萬不能作為結果而停止了你的探究腳步,否則你將會一事無成。因為,如果把天地大自然當作一本知識書的話,那麼人類目前對這本書的認知情況都處在"前言"的概念階段。又如果把自古以來所有的探索者們當作學這書的學生的話,那麼這些包括國際註名專家在內的比如霍金和愛因斯坦等都屬於剛入門的初級學生。所以探索空間無限之廣,追究無止境。


人類之源


什麼型號的望遠鏡也看不到黑洞。

就連哈勃、開普勒、斯皮策和錢德拉這樣世界頂尖的太空望遠鏡也拍不到黑洞,即將上天的更先進韋伯望遠鏡也無法直接觀測到黑洞。

迄今為止,人類還沒有一張真正直觀的黑洞照片,也就是說無論什麼望遠鏡都無法直接觀測到黑洞。更別說自己花錢買一個業餘天王愛好者望遠鏡了。

黑洞是一種宇宙中最極端的天體,是迄今所知處於宇宙“食物鏈”的頂端的天體。宇宙中還沒有什麼天體能夠與之抗衡,宇宙中速度最快最任性的光也不例外的被俘獲,一旦進入它的事件視界,就別想逃脫。

因此人們無法直接觀測到它。人類知道它的存在最開始是基於廣義相對論的預言。

這個理論認為,當一個星體足夠緻密時,其引力使得時空的一塊區域極端扭曲,就連光也無法逃逸。人們用計算機模擬一顆大質量恆星坍縮過程,必然會出現這種緻密星體,從而預言了黑洞的存在。

後來越來越多的證據指向黑洞真實存在於宇宙中,而且非常之多。但這些證據都並非直接看到,而是通過觀測太空發出的能量輻射、引力對周邊星體的擾動和牽制,甚至吞噬恆星等間接信息,來確定那裡存在著一個看不見但摸得著(感覺得到)的奇異天體。

而且這些信息更多的是通過射電望遠鏡獲得的,科學家們得到這些信息,通過綜合分析計算機建模,就得出一個黑洞的狀態。

因此,現在充斥網絡的黑洞圖片,幾乎都是想象圖或者模擬圖,正是這些圖片,誤導了很多天文愛好者,躍躍欲試的想弄一臺望遠鏡來觀測黑洞。

現在黑洞的存在已經成為主流天文學界的認知,但也有不同的聲音,一些天文學家依然質疑黑洞的存在。

世界天文學界正在建造更大更先進的望遠鏡,SKA項目就是一個宏偉射電望遠鏡陣列項目。

這個項目由多個國家聯合打造(包括中國),擬在非洲、澳洲等地域建造數千臺射電望遠鏡,形成疊加直徑達到公里級乃至百公里級的大型射電望遠鏡平臺,這樣對於天體研究將會取得重要進展。

這個項目正在建設中,MeerKAT是SKA項目重要前期工程之一,由64臺天線組成,今年已經拍攝出人類迄今為止最清晰的銀河系中心黑洞照片(見上圖),震驚了天文學界,預示著這個項目的巨大潛力。

這樣的黑洞是一個天文愛好者們能夠用望遠鏡看到的嗎?

時空通訊觀點,歡迎點評討論。


分享到:


相關文章: