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NASA绘制迄今最精确黑洞图像:扭曲之美

2019-11-05 18:18:05 | 查看: 1788|

说到宇宙中最强大和神秘的黑洞,你会想到什么样的图像?

在一般电影和科普作品中,情况往往是这样的:巨大的吸积盘围绕黑洞旋转,两端都有高速射流,所有宇宙物质甚至光都被无情地吸入黑洞。

今年4月,人类历史上第一张黑洞照片发布。尽管很模糊,我们终于“看见”了黑洞。

现在,美国国家航空航天局(nasa)以严谨的科学态度绘制了一个清晰的黑洞,一个扭曲而壮丽的世界。

Gif动画

这是一个由黑洞体、光、吸积盘等组成的系统。每个部分详细解释如下:

中间的黑色部分不是黑洞,而是黑洞阴影,大约是事件视界的两倍。

外面薄薄的一圈光叫做光子环,这是吸积盘图像多次扭曲后形成的“光圈”。它里面的光在被外界看到之前经常被黑洞扭曲两次、三次甚至更多次,并且因为离黑洞太近而变得越来越暗和微弱。

围绕黑洞旋转的整个外围是一个巨大的积累盘。热的薄层由各种物质和气体组成,这些物质和气体高速旋转并慢慢落入黑洞。由于强烈的碰撞和辐射,它变得极其明亮。

吸积盘最初是正常的圆盘形状,但是因为黑洞附近的光线高度扭曲,我们看到的吸积盘变成了图中的样子。

上部实际上是吸积盘的远端。黑洞的引力场扭曲了远端的光传播路径,使它站起来,被我们看到。

下部是吸积盘远端的底部,这也是由黑洞引力场造成的光线畸变造成的。它属于一种透镜效应,但它看起来比上面部分小而且不完整,因为它必须绕过黑洞的“下面部分”。

此外,可以看出吸积盘左侧的图像比右侧的图像亮得多,因为这里假设吸积盘逆时针旋转,并且左侧的物质在观察者的方向上高速移动,由于多普勒效应而变得更亮,而右侧的物质变得暗淡。

如果你看过电影《星际穿越》,你会发现美国宇航局的照片看起来非常熟悉,因为那部电影中的黑洞基本上是这样的,而且这是历史上第一次黑洞如此科学地(为人类所知)真实地呈现在电影和电视作品中,在它的背后邀请了一个严格的科学团队来执行计算渲染。

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