黃志明
出場(chǎng)人物:秦老師、周小虎、阿澤、
朵拉、麥斯
【這天,阿澤從班級(jí)圖書角翻出一張舊報(bào)紙,只見(jiàn)報(bào)紙頭版刊登著一則新聞:《人類首張黑洞照片》。對(duì)宇宙著迷的阿澤如獲至寶,迫不及待地要和大家分享這個(gè)“大新聞”?!?/p>
阿澤:你們快來(lái)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(jué)了吧?這是2019年4月10日的新聞,都過(guò)去幾個(gè)月了!
阿澤(不好意思地?fù)狭藫项^):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(duì)呀對(duì)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(lái)的,才不是真實(shí)的黑洞呢。
周小虎:怎么樣?是不是打破你們的認(rèn)知啦?
秦老師:沒(méi)錯(cuò),雖然人類關(guān)注黑洞的歷史可以追溯到18世紀(jì)末,百余年來(lái),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(gè)理論。
阿澤(雙眼直冒星星):哎喲,我都迷糊了。不都說(shuō)眼見(jiàn)為實(shí)嗎?
麥斯:就是!那在拍到黑洞的照片之前,我們?cè)趺粗篮诙词钦鎸?shí)存在的呢?
周小虎:科學(xué)家自然有辦法來(lái)證明黑洞的存在。
阿澤:什么辦法?
周小虎:這個(gè)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(zhēng)啦,我們一起到天文博物館去找答案吧。
【大家來(lái)到博物館,這里有許多證明黑洞存在的模型。】
朵拉:這張照片好奇怪,黑洞旁邊的這束光怎么彎曲了?我聽(tīng)老師說(shuō),光是直線傳播的啊。
秦老師:因?yàn)楹诙从泻軓?qiáng)的引力場(chǎng),星系的光線經(jīng)過(guò)它附近就會(huì)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(gè)“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(tīng)說(shuō),黑洞還是個(gè)十足的“貪吃鬼”,它會(huì)“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(méi)錯(cuò)!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(huì)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(qiáng)烈的X射線??茖W(xué)家通過(guò)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(tīng)”到了黑洞。
阿澤:黑洞還能聽(tīng)到?真是稀奇。
秦老師:這是真的呢,科學(xué)家“捕捉”到兩個(gè)黑洞合并產(chǎn)生的引力波信號(hào),就像我們手機(jī)接收信號(hào)聽(tīng)到另一頭講話一樣。這事件堪稱科學(xué)界的一個(gè)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(xué)家們才費(fèi)盡心思來(lái)給黑洞拍照啊。隨著首張黑洞照片的問(wèn)世,黑洞的神秘面紗也漸漸被揭開(kāi)了。
朵拉:黑洞的照片到底是怎么拍出來(lái)的?
麥斯:如果黑洞很黑,那怎么拍得到?
秦老師:很好!大家問(wèn)的問(wèn)題都很棒!這樣吧,這幾個(gè)問(wèn)題就當(dāng)作大家的家庭作業(yè),回去找資料,我們明天一起來(lái)討論。
【第二天,秦老師拿著一沓照片走進(jìn)教室,同學(xué)們也都躍躍欲試?!?/p>
秦老師:誰(shuí)先來(lái)說(shuō)說(shuō),首張黑洞照片是怎么拍出來(lái)的?
麥斯:它是用事件視界望遠(yuǎn)鏡拍出來(lái)的,事件視界望遠(yuǎn)鏡由分布在全球的8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的射電望遠(yuǎn)鏡組成,是一個(gè)口徑相當(dāng)于地球直徑大小的虛擬望遠(yuǎn)鏡。
朵拉:沒(méi)錯(cuò),這8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)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(diǎn)等。
周小虎:條件苛刻也就算了,給黑洞拍照那叫一個(gè)不容易啊!黑洞很遙遠(yuǎn),尋找它如同從地球觀察月球上的一個(gè)橘子。
秦老師:沒(méi)錯(cuò),這就要求望遠(yuǎn)鏡足夠靈敏,才能“看”清極其微小的細(xì)節(jié)。
【秦老師說(shuō)完,向大家展示人類拍到的首張黑洞照片?!?/p>
秦老師:乍一聽(tīng)“黑洞”這名字,很容易理解為“黑色的洞”,好像在說(shuō)沒(méi)法看見(jiàn)的洞。那么,黑洞到底黑不黑呢?
阿澤:黑洞不黑,因?yàn)檎掌系暮诙词侵行臑楹谏拿髁镰h(huán)狀結(jié)構(gòu)。黑洞的形態(tài)看起來(lái)有點(diǎn)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(shí)是肉眼不可見(jiàn)的射電。科學(xué)家在后期處理中進(jìn)行染色,讓它變成看得見(jiàn)。
阿澤(慚愧地低下頭):對(duì)不起,我沒(méi)有認(rèn)真查找資料。
秦老師:實(shí)際上我們無(wú)法看到黑洞本身。所以呢,給黑洞拍照難,要把照片洗出來(lái)更難。
周小虎(手舉高):我知道!這張照片可是經(jīng)過(guò)近兩年的數(shù)據(jù)處理及理論分析后才“沖洗”完成的。因?yàn)?個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的望遠(yuǎn)鏡記錄下的海量數(shù)據(jù),必須進(jìn)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(bǔ)充。
秦老師:好,你來(lái)說(shuō)。
朵拉:黑洞或許并不是宇宙中唯一的“洞”。自20世紀(jì)70年代以來(lái),科學(xué)家一直在使用一個(gè)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(méi)有查資料。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),黑洞吞噬周圍的一切,白洞就是阻止任何物質(zhì)進(jìn)入,打個(gè)比方,就像在黑洞上點(diǎn)擊倒放按鈕。
秦老師(鼓掌):看來(lái)同學(xué)們都很認(rèn)真地完成作業(yè)了。不過(guò),人類至今從未觀察到任何白洞,科學(xué)家認(rèn)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(duì)宇宙的認(rèn)知啦?
秦老師:是??!希望同學(xué)們好好學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí),也許未來(lái)觀測(cè)到白洞的就是你們喲!
【知識(shí)鏈接】
雖然“黑洞”這個(gè)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(wèn)世,這層神秘面紗才開(kāi)始逐漸變得清晰。圖片中的主角是一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞,它位于室女座一個(gè)巨大橢圓狀星系M87的中心,距離地球5500萬(wàn)光年,體積約為太陽(yáng)的680萬(wàn)倍,質(zhì)量約為太陽(yáng)的65億倍!它的核心區(qū)域存在一個(gè)陰影,周圍環(huán)繞著一個(gè)新月?tīng)罟猸h(huán)。