인류 역사상 최초의 블랙홀 사진이 2019년 4월 10일 공개됐다. 사실 사진을 전체적으로 보면 그 느낌은 그다지 심오하지 않습니다. 그냥 우리 지구에 있는 도넛 같은 노란색 원이 있는 이미지일 뿐입니다.
우리는 "블랙홀"이라는 단어를 낯설지 않습니다. 특히 상대적으로 기본적인 물리학 지식을 배운 의무 교육 단계에서는 더욱 그렇습니다. 블랙홀은 우주에서 가장 질량이 큰 천체이다. 만유인력의 법칙에 따르면 천체의 중력은 서로의 질량과 관련이 있고, 블랙홀의 질량은 무한하기 때문에 특별한 특성을 갖는다. 일부 과학자들은 사람이 블랙홀에 무한히 가까이 있을 때 가장 빠른 속도는 빛의 속도에 도달할 수 있다고 분석했습니다.
하지만 우리가 어렸을 때 접했던 블랙홀 정보를 살펴보면 사실 블랙홀에 관한 사진은 거의 없다는 사실을 알 수 있다. 실제 블랙홀은 어떤 모습일까요? 사실 우리는 결코 명확하지 않았습니다. 블랙홀 사진을 찍는 것이 왜 그렇게 어려운가요? Xigua Video의 제작자인 Li Yongle 씨는 최초의 블랙홀 사진을 어떻게 촬영했나요? Li Yongle은 관심이 있다면 친구들이 Xigua Video를 검색하여 블랙홀 촬영 뒤에 숨은 진실을 탐구할 수 있다고 말합니다.
우리가 사용하는 망원경이나 카메라의 원리를 간단히 말씀드리자면 둘 다 광학렌즈를 사용하여 이미지를 형성한다는 점이 카메라와의 차이점입니다. 물론 요즘의 카메라는 모두 디지털 카메라이고, 필름이 부착된 카메라는 더 이상 많이 사용되지 않으며, 이를 현상함으로써 사람의 이미지가 형성된다.
자연광이 우리와 주변 풍경을 비추면 카메라 렌즈에 반사되어 셔터 노출을 통해 이미지의 순간을 포착할 수 있기 때문에 사실 사진 촬영에서 가장 중요한 것은. 광원을 사용하는 것입니다. 우리는 특히 까다로운 일부 촬영 장면에서 이미징 효과를 얻기에 충분한 빛이 있는지 확인하기 위해 차광막을 사용해야 한다는 것을 확인했습니다.
앞서 언급한 것처럼 블랙홀은 중력이 무한하고 빛도 빠져나올 수 없습니다. 하지만 블랙홀에 도달하면 빛도 반사되지 못하고 흡수되기 때문에 통과할 수 없습니다. 블랙홀 사진을 찍기 위해 간단한 사진 원리를 사용하면 일반 광학 망원경으로도 블랙홀의 존재를 감지할 수 없습니다.
우주에 대한 인류의 이해는 과학의 발전과 함께 발전하고 있습니다. 처음에는 육안으로만 우주를 관찰할 수 있었지만, 나중에는 망원경이 등장하면서 망원경을 통해서도 관찰할 수 있게 되었지만, 지구 대기가 굴절을 일으키기 때문에 그에 따른 편차도 매우 큽니다. 위성이 발명되었을 때 인간은 대기 간섭을 피하기 위해 지구 대기권 바로 바깥에 망원경을 발사할 수 있는 좋은 방법을 생각했습니다.
물론 초기 천체 관측용 망원경도 광학망원경이었는데, 우주의 별이 내는 빛의 반사를 통해 우주의 별과 행성을 관측했지만, 광학망원경은 전혀 관측할 수 없었다. 블랙홀과 같은 천체. 인류는 오랜 과학 연구 과정에서 전파 망원경을 발명했습니다. 블랙홀 촬영이 성공적으로 이루어질 수 있는 이유는 전적으로 전파 망원경에 달려 있습니다.
전파망원경은 광학망원경과 다르다. 광학망원경은 반사광을 이용하는 반면, 전파망원경은 천체의 전파를 감지하는 데 사용된다. 물론 빛은 본질적으로 파동이기 때문에 전파망원경의 원리이다. 광학 망원경과 비슷하다. 자신이 느끼는 전파를 증폭해 그 데이터를 이용해 천체의 존재를 느낀다. 하지만 블랙홀을 촬영하는 것은 그리 쉽지 않다.
블랙홀을 촬영하기 위해 8개의 전파 망원경이 사용되었으며, 이들은 함께 '사건의 지평선 망원경'을 형성했습니다. 전파 망원경이 발명된 이후에는 실제로 블랙홀을 관찰하는 것이 상대적으로 쉬웠지만 상대적으로 질량이 큰 블랙홀에만 국한되었습니다. 그래서 사진을 찍으려면 질량이 더 큰 블랙홀을 선택해야 한다고 생각합니다.
하지만 또 다른 핵심 요소가 있는데, 그것은 바로 블랙홀까지의 거리가 적절해야 한다는 것입니다. 사진을 찍을 때와 마찬가지로 초점을 맞추는 정도도 다릅니다. 거리가 적당해야 블랙홀의 사진을 찍을 수 있기 때문에 당시 과학자들은 5일간의 관측 끝에 마침내 이 블랙홀의 데이터를 측정했습니다. 4Pb 정도였다.
이렇게 방대한 양의 데이터를 분석하려면 과학자들이 거의 2년에 걸쳐 블랙홀의 원래 모습을 완전히 복원하는 데 오랜 시간이 걸렸다. 그리고 이 블랙홀 사진만 해도 그 크기가 몇 기가바이트가 넘습니다. 이 블랙홀 사진 뒤에는 정말 많은 사람들의 노력이 담겨 있습니다! Xigua Video의 제작자인 Li Yongle 선생님은 영상에서 전파 망원경의 작동 원리와 블랙홀 사진 촬영 원리를 전문적인 관점에서 설명하셨습니다. 최초의 블랙홀 사진은 어떻게 촬영되었나요? Event Horizon 망원경 EHT는 무엇인가요? 리용러 선생님께서 블랙홀 사진이 어떻게 생겼는지 아시나요? 그리고 블랙홀이 왜 연구하기 어려운지 아시나요? Xigua Video에서 블랙홀 사진을 키워드로 검색하고 원본 영상을 시청하시면 답을 찾으실 수 있습니다.