黃志明
出場人物:秦老師、周小虎、阿澤、
朵拉、麥斯
【這天,阿澤從班級圖書角翻出一張舊報紙,只見報紙頭版刊登著一則新聞:《人類首張黑洞照片》。對宇宙著迷的阿澤如獲至寶,迫不及待地要和大家分享這個“大新聞”?!?/p>
阿澤:你們快來看!人類首次拍到黑洞的照片啦!
周小虎(頭也不回):你也太后知后覺了吧?這是2019年4月10日的新聞,都過去幾個月了!
阿澤(不好意思地撓了撓頭):嘿嘿……這是第一張黑洞照片啊,我們不是經(jīng)常在影視劇中看到黑洞嗎?
麥斯:對呀對呀!電影《星際穿越》講的好像就是黑洞的故事。
朵拉:那是影視作品里的黑洞,都是人們幻想出來的,才不是真實的黑洞呢。
周小虎:怎么樣?是不是打破你們的認知啦?
秦老師:沒錯,雖然人類關(guān)注黑洞的歷史可以追溯到18世紀末,百余年來,人類探尋黑洞奧秘的腳步也從未停歇,但黑洞一直僅僅只是個理論。
阿澤(雙眼直冒星星):哎喲,我都迷糊了。不都說眼見為實嗎?
麥斯:就是!那在拍到黑洞的照片之前,我們怎么知道黑洞是真實存在的呢?
周小虎:科學家自然有辦法來證明黑洞的存在。
阿澤:什么辦法?
周小虎:這個嘛……反正就是有辦法!
朵拉:你看你,就是在胡扯。
秦老師:你們快別爭啦,我們一起到天文博物館去找答案吧。
【大家來到博物館,這里有許多證明黑洞存在的模型?!?/p>
朵拉:這張照片好奇怪,黑洞旁邊的這束光怎么彎曲了?我聽老師說,光是直線傳播的啊。
秦老師:因為黑洞有很強的引力場,星系的光線經(jīng)過它附近就會被吸引,扭曲而變成弧形,甚至可能變成圓環(huán)形狀。
阿澤:黑洞真是個“大力士”,連直線傳播的光都被它扭曲了,太厲害了!
周小虎:我聽說,黑洞還是個十足的“貪吃鬼”,它會“吃掉”一切靠近它的東西,連光也逃不出它的大嘴巴。是嗎?
秦老師:沒錯!這些都是證明黑洞存在的證據(jù)喲。另外,黑洞巨大的引力會將它所吞噬的物質(zhì)撕扯成氣體,產(chǎn)生大量的熱并發(fā)出強烈的X射線??茖W家通過捕捉宇宙中的射線就可以推斷黑洞的存在。
朵拉:這么神奇!
麥斯:還不止呢,就在2015年,人類“聽”到了黑洞。
阿澤:黑洞還能聽到?真是稀奇。
秦老師:這是真的呢,科學家“捕捉”到兩個黑洞合并產(chǎn)生的引力波信號,就像我們手機接收信號聽到另一頭講話一樣。這事件堪稱科學界的一個里程碑。
周小虎:那給這一特別的天體拍張照片,應(yīng)該就是最直接的辦法吧?
秦老師:的確如此。所以科學家們才費盡心思來給黑洞拍照啊。隨著首張黑洞照片的問世,黑洞的神秘面紗也漸漸被揭開了。
朵拉:黑洞的照片到底是怎么拍出來的?
麥斯:如果黑洞很黑,那怎么拍得到?
秦老師:很好!大家問的問題都很棒!這樣吧,這幾個問題就當作大家的家庭作業(yè),回去找資料,我們明天一起來討論。
【第二天,秦老師拿著一沓照片走進教室,同學們也都躍躍欲試?!?/p>
秦老師:誰先來說說,首張黑洞照片是怎么拍出來的?
麥斯:它是用事件視界望遠鏡拍出來的,事件視界望遠鏡由分布在全球的8個觀測點的射電望遠鏡組成,是一個口徑相當于地球直徑大小的虛擬望遠鏡。
朵拉:沒錯,這8個觀測點的條件都十分苛刻,如夏威夷和墨西哥的火山、智利的阿塔卡馬沙漠和南極點等。
周小虎:條件苛刻也就算了,給黑洞拍照那叫一個不容易啊!黑洞很遙遠,尋找它如同從地球觀察月球上的一個橘子。
秦老師:沒錯,這就要求望遠鏡足夠靈敏,才能“看”清極其微小的細節(jié)。
【秦老師說完,向大家展示人類拍到的首張黑洞照片?!?/p>
秦老師:乍一聽“黑洞”這名字,很容易理解為“黑色的洞”,好像在說沒法看見的洞。那么,黑洞到底黑不黑呢?
阿澤:黑洞不黑,因為照片上的黑洞是中心為黑色的明亮環(huán)狀結(jié)構(gòu)。黑洞的形態(tài)看起來有點像甜甜圈,紅色部分是它的影子嗎?
秦老師:大家所看到的橘紅色部分,其實是肉眼不可見的射電??茖W家在后期處理中進行染色,讓它變成看得見。
阿澤(慚愧地低下頭):對不起,我沒有認真查找資料。
秦老師:實際上我們無法看到黑洞本身。所以呢,給黑洞拍照難,要把照片洗出來更難。
周小虎(手舉高):我知道!這張照片可是經(jīng)過近兩年的數(shù)據(jù)處理及理論分析后才“沖洗”完成的。因為8個觀測點的望遠鏡記錄下的海量數(shù)據(jù),必須進行復(fù)雜的后期處理和分析,才能獲取最終的黑洞圖像。
秦老師:的確是這樣的。
朵拉:秦老師,我有話補充。
秦老師:好,你來說。
朵拉:黑洞或許并不是宇宙中唯一的“洞”。自20世紀70年代以來,科學家一直在使用一個概念——白洞,顧名思義就是與黑洞相反。
阿澤:啥,白洞?這又是什么東西?
麥斯:哼,你肯定沒有查資料。簡單來說,黑洞吞噬周圍的一切,白洞就是阻止任何物質(zhì)進入,打個比方,就像在黑洞上點擊倒放按鈕。
秦老師(鼓掌):看來同學們都很認真地完成作業(yè)了。不過,人類至今從未觀察到任何白洞,科學家認為它不太可能存在于宇宙中。
周小虎:但如果真的看到了白洞,那是不是意味著我們將要重新思考對宇宙的認知啦?
秦老師:是?。∠M瑢W們好好學習科學知識,也許未來觀測到白洞的就是你們喲!
【知識鏈接】
雖然“黑洞”這個名詞一直被人們所熟知,然而它的真容始終蒙著一層神秘的面紗。隨著全球第一張黑洞照片問世,這層神秘面紗才開始逐漸變得清晰。圖片中的主角是一個超大質(zhì)量的黑洞,它位于室女座一個巨大橢圓狀星系M87的中心,距離地球5500萬光年,體積約為太陽的680萬倍,質(zhì)量約為太陽的65億倍!它的核心區(qū)域存在一個陰影,周圍環(huán)繞著一個新月狀光環(huán)。