黑洞

下面這張圖中間黑黑的地方，就是黑洞對吧？那這個(gè)黑洞它是跟我們生活中見到的洞一樣，中間是空的嗎？

不是，對吧？

黑洞它其實(shí)是一種天體，可不是真的空空的洞。不僅不是空的，它還是一種密度極大體積極小的天體。

黑洞一般是由質(zhì)量很大的恒星在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡而死亡后，發(fā)生引力坍縮產(chǎn)生的。黑洞的引力很大，連光都無法逃脫。

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黑洞照片

下面是2019年科學(xué)家拍到的黑洞照片。這張照片可不簡單，它是人類拍到的第一張黑洞照片，這個(gè)黑洞來自M87星系。

在這之前，黑洞的模樣一直都只停留在人們的猜想和推測中，雖然科學(xué)家們曾經(jīng)描繪過許多關(guān)于黑洞的想象圖，但沒人見過真正的黑洞長什么樣。

我們知道，黑洞的引力極大，任何進(jìn)入黑洞邊界的物質(zhì)和光都無法再逃出，因此它是無法被人類直接進(jìn)行觀測的。但是黑洞周圍的氣體被黑洞強(qiáng)大的引力所拉拽會形成熾熱氣體盤，這個(gè)氣體盤會放出輻射，幫助我們間接觀測黑洞。

所以2012年，全球12個(gè)國家的30所大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)合作，其中包括中國的中科院上海天文臺，協(xié)調(diào)全球各地的8個(gè)大型天文望遠(yuǎn)鏡，對M87星系進(jìn)行觀測，捕捉黑洞周圍氣體發(fā)出的電磁信號，將海量的數(shù)據(jù)合并、詳細(xì)分析和處理，終于在7年后得到了黑洞的圖像。

隨后天文學(xué)家在2021年3月又發(fā)布了一張?M87?星系中心超大質(zhì)量黑洞的新圖像，這張圖像是?2019?年第一張黑體照片的后續(xù)，但它更清晰，圖片中的偏振光描摹了這個(gè)超大質(zhì)量黑洞的磁場線。

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黑體

我們知道生活中不透明不發(fā)光物體的顏色，是反射周圍光的顏色，而黑色物體則吸收所有顏色的光而不反射光。但事實(shí)上我們生活中的黑色物體并不能吸收所有全部的光，但是黑體可以。為什么這里是黑體而不是黑洞呢？

黑體和黑洞到底有什么區(qū)別呢？

其實(shí)黑體是光學(xué)中的一個(gè)概念，指的是能夠吸收所有光的物體，它不是宇宙中的天體。

同樣是吸收光，黑體和黑洞的不同在于，黑體吸收光之后，光就沒有了，被黑體轉(zhuǎn)化另外的能量向外輻射了，比如黑色物體吸收太陽光之后會發(fā)熱。而黑洞對于光的吸收只是一種束縛，光仍然存在于黑洞中，只是出不來了而已。

更形象一點(diǎn)來說，就是黑體把光吃掉了，而黑洞只是把光關(guān)在了房間里。

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超黑材料

中美科學(xué)家研制出了一種比之前最黑材料還要黑10倍的材料。新材料由碳納米管（CNT）陣列制成，可捕獲99.995%的入射光，是有史以來最黑的材料。

如下圖：工程師們研制出一種由碳納米管制成的材料，比之前最黑的材料還黑10倍。新材料作為紐約證券交易所新展覽裝置的一部分展出。該藝術(shù)裝置名為“虛榮的救贖”，科學(xué)家在一顆價(jià)值200萬美元、重約16.78克拉的天然黃色鉆石上涂上了這種新材料。使用涂層后，通常令人眼花繚亂的寶石“變身為”一種扁平的黑色物體。

圖片來源：物理學(xué)家組織網(wǎng)

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研究作者之一、麻省理工學(xué)院（MIT）航空航天教授布萊恩·沃德爾說，這種新材料除了具有藝術(shù)表現(xiàn)力外，還可能具有實(shí)用價(jià)值，例如用于遮光罩中減少不必要的眩光；幫助太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)系外行星等。

最新研究合作者、上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授崔可航對科技日報(bào)記者介紹說，他和沃德爾最初并不打算設(shè)計(jì)一種超黑材料，他們正嘗試讓CNT在鋁等導(dǎo)電材料上生長，希望借此提高材料的電學(xué)和熱學(xué)性能。

崔可航說：“但最令我們吃驚的是得到的新材料極黑，對于新材料光學(xué)反射率的測量表明，該材料從各個(gè)角度吸收的入射光都大于99.995%?！?/p>

研究人員目前還不能完全確定新材料為何會如此，但他們懷疑這可能與有點(diǎn)發(fā)黑的蝕刻鋁與CNT相結(jié)合有關(guān)。他們認(rèn)為，碳納米管可以捕獲并將大部分入射光轉(zhuǎn)化為熱，反射回去的光微乎其微，因此碳納米管具有特別的黑色。

他們計(jì)劃進(jìn)一步研究，以厘清新材料為何這么黑。

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參考資料：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/9/430540.shtm