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nasa繪制黑洞圖像 迄今最精確黑洞圖像

2019-10-14 15:55:19  來源:快科技

說起宇宙中最強大、最神秘的黑洞,你腦海中會浮現出什么樣的圖像?

一般影視以及科普作品中,往往都是這樣的:巨大的吸積盤圍繞黑洞旋轉,兩端是高速噴射流,一切宇宙物質乃至光線都被無情地吸入其中。

NASA繪制迄今最精確黑洞圖像:扭曲之美

NASA繪制迄今最精確黑洞圖像:扭曲之美

今年4月份,人類史上第一張黑洞照片公布,雖然很模糊,但我們終于真切地“看”到了黑洞。

NASA繪制迄今最精確黑洞圖像:扭曲之美

現在,NASA(美國航空航天局)以嚴謹的科學態度,繪制出了清晰的黑洞面貌,一個扭曲、壯美的世界。

NASA繪制迄今最精確黑洞圖像:扭曲之美

gif動圖喲

這是一個由黑洞本體、光線、吸積盤等組成的系統,各個部分詳細解釋如下:

NASA繪制迄今最精確黑洞圖像:扭曲之美

最中間黑色的部分,不是黑洞,而只是黑洞的影子(Blackhole Shadow),約為視界(Event Horizon)的兩倍。

它外邊的一圈細細的光線被稱為光子圈(Photon Ring),是吸積盤影像多次扭曲后形成的一個“光圈”,其中的光線往往會被黑洞扭曲兩次、三次甚至更多次,才會被外界看到,而且因為太靠近黑洞而變得更暗更弱。

整個外圍繞著黑洞旋轉的,就是巨大的吸積盤(Accretion Disk),熱熱的、薄薄的一層,由各種高速旋轉、緩慢墜向黑洞的物質、氣體組成,因為強烈的碰撞、輻射而變得極為明亮。

吸積盤本來是一個正常的圓盤形狀,但是因為黑洞附近光線高度扭曲,我們看到的吸積盤就變成了圖中的樣子。

上方其實是吸積盤的遠端,黑洞的引力場扭曲了遠端的光線傳播路徑,使之仿佛立了起來而被我們看到。

下方則是吸積盤遠端的底部,同樣是因為光線被黑洞引力場扭曲而成了這個樣子,屬于一種透鏡效應,但是因為要從黑洞“下方”繞過,所以看起來比上方更小,也不夠完整。

另外可以看到,吸積盤左側的圖像比右側明亮很多,這是因為此處假設吸積盤逆時針旋轉,左側的物質在朝著觀察者的方向高速運動,由于多普勒效應而變得明亮,右側遠去的則變得黯淡。

如果你看過電影《星際穿越》(Interstellar),就會發現NASA的這張圖看起來很熟悉,因為那部電影中的黑洞基本就是這個樣子,也是史上第一次在影視作品中如此科學、(以人類所知)真實地表現黑洞,背后邀請了嚴謹的科學團隊進行計算渲染。

NASA繪制迄今最精確黑洞圖像:扭曲之美

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