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由第1个黑洞图像分析黑洞的一些特性

2019-10-22 08:46

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由第1个黑洞图像分析黑洞的一些特性

图1.首张位于代号为M87的超巨椭圆星系中心“黑洞”的“事件视界”信息数据组成的图像

由此图像，我们能分析得到哪些关于这个黑洞特性？

1．图像中心是偏向东北、西南方向长轴约1.2厘米，西北、东南方向短轴约1.0厘米，的黑色椭圆。

首先分析: 什么是黑色？物体为什么是黑色？

这完全决定于光的特性，和人对光的视觉。

从对阳光用3棱镜，或天上云层小水珠，的分解而成，红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，7色，表明：都是，人眼对由红到蓝，波长逐次减小的光，的相应感觉。

实际上，波长随颜色的变化是：如下双曲线，第2象限，的一支。

图2. x由0到1，波长从L逐次减小到趋于0，

y颜色由0逐次加深，从红逐次到趋于极蓝，0到负无穷大是红外，从蓝到紫，实际上，是从第2象限变换到第4象限的趋势，从上升到正无穷大到负无穷小上升区是紫外。

大图： 折射率=n，小图：折射率=n/2。

人对光的视觉已感觉不到红外和紫外，波长的光。

在通常近似均匀的大气条件下，光速近似于真空中的光速，c0，在近似均匀的各种介质条件下，光速c=c0乘该介质的折射系数n，并有波长L=频率v乘光速c。

物体内各微观粒子，在各种时空力作用下，会发射某些频率的光子，人眼接收到这些光子，就感觉到相应颜色的光。

人眼接收到某物体发射的那些光子，若是：

如太阳一样的7色频谱分布，人眼感觉到的，就是阳光，主要分布于某种颜色区域的频谱，人眼感觉到的，就是该色光，没有人眼视觉范围内的光谱，就认为，该物体不发光。

其实，该物体还可能发射了人眼感觉不到的频谱范围内，的光和各种能量的静止质量不=0的粒子。

物体对光有：表面反射、吸收、透射，3部分。

表面各区域反射：各相应浅色的光谱，就呈相应的白色，不同波段的光，就呈相应深、浅，的从红到紫的各种颜色，各相应深色的光谱就呈相应的黑色。全不反射各色可见的光，就是无色。

又有黑洞因其质量大，使其内发出的可见光都不能逃出其相应视界之外。

因此，可以认为：图1，中心黑色区，是因为黑洞发不出可见光，表面反射外界投射的各相应深色的光谱所致。

该黑洞呈椭球形，因而，屏幕图中心黑色区是椭圆形。

2．整个图像的半径约等于黑色中心半径的6倍

分析认为:

当光子(动能为mc^2/2，质量为m)，到达距该区域边界(即：距该区域质量中心r(3)0)处，该区域对光子的引力势能=GMm/r(3)0，因而，有：

r(3)0=2 GM/c^2，

光子受该区域引力f(r(3))作用，并以初速v(3)0=c开始，继续逃离该区域。

区域质量为M的质量中心，就从r(3)0到r(3)1对该光子作功(忽略该区域外，相对地显著降低了密度的粒子的引力)：

W={dr(3) f(r(3))，从r(3)0到r(3)1积分}，直到消耗掉该光子的全部动能，mc^2/2，则：

r(3)1 =4 GM/c^2，

而该光子就只能到达距该区域质量中心r(3)2=r(3)0+r(3)1处，就动能完全消失。

r(3)2=r(3)0+r(3)1=6 GM/c^2，就是光子不能逃出该区域的界限。

3. 图像黑色中心全部外缘和全图大部分呈红色

这由其“事件视界”信息数据组成的图像所显示的红色，就应是相应红色光子所致。

为什么这些区域都出现红色光子？

分析认为:

黑洞是密度，D，较高，质量巨大的物体，在其外，邻近区域的密度，d，必然远小于D，因而，黑洞外的折射率n，也必然远小于D其内的折射率N，当黑洞内处于红外光谱段的光子逃出黑洞，其光谱段必然显著地移向波长较短的波段，图1的黑洞，内、外波长颜色随折射率的变化，如果成为可见光，首先，就处于红色区段，而且，由图2已知，波长颜色变化曲线的红色区域较为平坦，而较为宽广，因而，那些区域就都出现红色光子。