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黑洞連光都不放過(guò),人類(lèi)是怎樣給它拍照的?

作者:Anita 發(fā)布時(shí)間: 2022-06-11 03:49:06

簡(jiǎn)介:】黑洞視界內(nèi)光是射不出來(lái)的,但是視界外可能很熱鬧,要拍攝黑洞就只能靠外面熱鬧的部分了。
首先想到的就是引力透鏡了。這是廣義相對(duì)論最早的預(yù)言之一,比黑洞的預(yù)言還早,是空間彎

黑洞視界內(nèi)光是射不出來(lái)的,但是視界外可能很熱鬧,要拍攝黑洞就只能靠外面熱鬧的部分了。

首先想到的就是引力透鏡了。這是廣義相對(duì)論最早的預(yù)言之一,比黑洞的預(yù)言還早,是空間彎曲造成的光線(xiàn)彎折產(chǎn)生的透鏡效應(yīng)。

這種觀測(cè)方式要靠背景光源,其光學(xué)強(qiáng)度由背景光源強(qiáng)度和位置決定,雖然在離黑洞很遠(yuǎn)的地方的光源、甚至在它前方的光源也能被黑洞引力偏轉(zhuǎn)從而到達(dá)我們眼里,但是偏離黑洞正后方越遠(yuǎn)的光源需要越靠近黑洞才能偏轉(zhuǎn)到我們的方向,這樣光線(xiàn)需要更靠近視界,造成更嚴(yán)重的紅移。

除了引力透鏡,另一個(gè)讓我們看到黑洞的就是吸積盤(pán)了。這是一圈黑洞引力吸積繞自身轉(zhuǎn)動(dòng)的高溫氣體,在轉(zhuǎn)動(dòng)中摩擦產(chǎn)生高溫輻射和丟失動(dòng)能從而落入黑洞。這種方式不再依賴(lài)外部光源,而是黑洞自帶光環(huán)。

這是《星際穿越》里帶吸積盤(pán)的黑洞,當(dāng)然,在側(cè)面看,它還是包含了引力透鏡,但當(dāng)你從自轉(zhuǎn)軸的兩極往下看,即使沒(méi)有引力透鏡也能看到一圈光環(huán)了。這兩張觀測(cè)方式都是可以通過(guò)光學(xué)成像直接拍攝的,當(dāng)然你得離它足夠近,或者黑洞足夠大。另外注入引力波干涉條紋之類(lèi)的間接方法就不太符合要求題目了。

黑洞因?yàn)槲账械墓?,沒(méi)有光線(xiàn)進(jìn)入人眼(光學(xué)設(shè)備),好比夜晚看到的所有物質(zhì)都是黑色一樣。但是黑洞周?chē)奈矬w都在反射光線(xiàn),我們能夠看到周?chē)奈矬w,中間的黑洞不就被襯托出來(lái)了?這與黑夜中一個(gè)發(fā)光點(diǎn)正好相反,我們只看到發(fā)光點(diǎn),而看不到周?chē)奈矬w,這個(gè)發(fā)光點(diǎn)也是被襯托出來(lái)的。

戰(zhàn)斗機(jī)可以做到隱身突防,為什么不把洲際導(dǎo)彈、巡航導(dǎo)彈做成隱身導(dǎo)彈呢?

沖出地下發(fā)射井的俄羅斯R-36M2/SS-18洲際導(dǎo)彈,它的彈體是一個(gè)長(zhǎng)達(dá)34.4米、彈徑3米的巨型圓柱體。

洲際導(dǎo)彈與飛機(jī)的氣動(dòng)布局是不一樣的,彈道導(dǎo)彈要求的飛行速度更高,通常都超過(guò)了10馬赫,這就要求彈體盡量不要有凸起物,這樣就會(huì)大大減少飛行阻力,所以它的彈體才會(huì)設(shè)計(jì)成圓柱形,而頭部的整流罩要被設(shè)計(jì)成鈍錐體形狀,在飛行時(shí)可以“劃開(kāi)”空氣,本來(lái)是尖錐體的空氣助力最小,但現(xiàn)在的洲際導(dǎo)彈都是多彈頭的,尖錐體只適合單彈頭,所以為了提高內(nèi)部空間多攜帶分彈頭,洲際導(dǎo)彈要設(shè)計(jì)成鈍錐體形狀。

和洲際導(dǎo)彈不同的是早年間的巡航導(dǎo)彈并不追求很高的速度,這是因?yàn)樗鼈兌际谴髿鈱觾?nèi)飛行,需要有彈翼這樣的氣動(dòng)布局,可以產(chǎn)生飛行時(shí)的升力和轉(zhuǎn)彎,并且也要將彈體設(shè)計(jì)成圓柱形,增加彈體內(nèi)的空間,便于安裝雷達(dá)、電子設(shè)備、戰(zhàn)斗部和火箭發(fā)動(dòng)機(jī),所以這樣的氣動(dòng)布局沒(méi)法進(jìn)行隱身。

進(jìn)入到21世紀(jì)之后隨著科技的進(jìn)步,巡航導(dǎo)彈的氣動(dòng)布局也開(kāi)始往“隱身化”發(fā)展了,比如說(shuō):圖片上的美軍AGM-158巡航導(dǎo)彈、歐洲國(guó)家的“風(fēng)暴陰影”、“金牛座”巡航導(dǎo)彈…等巡航導(dǎo)彈,它的彈體呈折角“箱型”結(jié)構(gòu),普遍安裝有大型折疊彈翼,這樣的氣動(dòng)布局可有效的減少敵方警戒雷達(dá)的探測(cè)波反射,彈體材料普遍有高模量的碳素纖維制成,彈體表面也噴涂吸波涂料,這樣就可以大大提高了巡航導(dǎo)彈的隱身性能,目前最先進(jìn)的大型巡航導(dǎo)彈都采用這樣的設(shè)計(jì)。

而洲際導(dǎo)彈雖然氣動(dòng)布局沒(méi)有改變,但是整流罩內(nèi)的彈頭外形是有很大變化的,不再是以前那樣的尖錐體,而是形狀復(fù)雜的“乘波體”外形,這種外形也會(huì)減少經(jīng)濟(jì)雷達(dá)探測(cè)波的發(fā)射,同時(shí)它依靠復(fù)雜的彈頭設(shè)計(jì)可以有更好的機(jī)動(dòng)性能,彈道不在基本固定,雖然說(shuō)大型相控陣?yán)走_(dá)仍然可以發(fā)現(xiàn)它,但是攔截將變得更加的困難,原因是火控雷達(dá)的高速計(jì)算機(jī)雖然測(cè)算出了來(lái)襲彈頭的飛行軌跡,要引導(dǎo)反導(dǎo)導(dǎo)彈攔截時(shí),它突然間飛行彈道改變了,使得火力雷達(dá)剛剛測(cè)算出來(lái)的攔截參數(shù)作廢了,需要重新刷新測(cè)算…很有可能是正在第二次測(cè)算時(shí)來(lái)襲的“乘波體彈頭”落地了!

“乘波體”彈頭就像這架紙飛機(jī),彈頭形狀怪異不宜被探測(cè)到,由于彈道不固定攔截更加的困難。

不論是洲際導(dǎo)彈或者巡航導(dǎo)彈將來(lái)都要往隱身化發(fā)展,降低被敵方發(fā)現(xiàn)概率和攔截概率,也是將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

▲“風(fēng)暴幻影”隱身空地巡航導(dǎo)彈(圖片來(lái)源于:網(wǎng)絡(luò))

導(dǎo)彈隱身化是目前當(dāng)下導(dǎo)彈發(fā)展方向的一個(gè)關(guān)鍵所在,而所謂的導(dǎo)彈隱身化或者我們叫隱身導(dǎo)彈,指的就是通過(guò)各種技術(shù)手段降低導(dǎo)彈被敵方探測(cè)手段(如雷達(dá)等)發(fā)現(xiàn)的概率,從而降低導(dǎo)彈被敵方防導(dǎo)武器攔截的概率。

▲LRASM隱身反艦巡航導(dǎo)彈(圖片來(lái)源于:網(wǎng)絡(luò))

一般說(shuō)來(lái),導(dǎo)彈的隱身主要包括雷達(dá)隱身、紅外隱身等,這其中雷達(dá)隱身主要是通過(guò)修繕導(dǎo)彈的外形,涂上隱身涂料等,從而降低導(dǎo)彈自身的雷達(dá)反射截面積(RCS),而紅外隱身主要是通過(guò)降低導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴口的紅外輻射,從而降低導(dǎo)彈自身被對(duì)方紅外探測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)的概率。那就目前市面上的導(dǎo)彈來(lái)說(shuō),隱身的導(dǎo)彈型號(hào)主要有英法研制的“風(fēng)暴幻影”隱身空地巡航導(dǎo)彈、美國(guó)人開(kāi)發(fā)的JRSAM隱身空地巡航導(dǎo)彈和LRASM隱身反艦巡航導(dǎo)彈、挪威方面研發(fā)的NSM隱身反艦巡航導(dǎo)彈以及進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)的JSM隱身反艦巡航導(dǎo)彈等,這些導(dǎo)彈目前都已經(jīng)裝備了多國(guó)的主要空軍或海軍,有的甚至參加了實(shí)戰(zhàn),并取得了一定的戰(zhàn)果,比如“風(fēng)暴幻影”隱身空地巡航導(dǎo)彈和JRSAM隱身空地巡航導(dǎo)彈就曾參加了多國(guó)部隊(duì)對(duì)敘利亞的軍事行動(dòng)。

▲JSM隱身反艦巡航導(dǎo)彈(圖片來(lái)源于:網(wǎng)絡(luò))

故而,隱身導(dǎo)彈當(dāng)然是可以開(kāi)發(fā)的,而且也是正在被大規(guī)模應(yīng)用的一種導(dǎo)彈,當(dāng)然,隨著反隱身技術(shù)的不斷興起,隱身導(dǎo)彈未來(lái)受到的挑戰(zhàn)也越來(lái)越大,因此,隱身導(dǎo)彈在未來(lái)肯定也要更進(jìn)一步的發(fā)展才行,比如提高其突防速度,擁有更強(qiáng)的變軌機(jī)動(dòng)能力等。

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    條評(píng)論
  • 匿名
    2023-09-04 22:30:01
    逗樂(lè)了一整場(chǎng)。
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