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黑洞最新的“艺术照”

2019-11-21 19:00:59  4871

黑洞的最新可视化显示了黑洞的引力是如何扭曲我们的视野和我们周围的环境的,就像在哈哈镜中看到的那样。可视化效果模拟了黑洞的外观:落入黑洞的物质聚集在一个叫做聚集盘的又薄又热的结构中。

随着磁场在气体的搅动下缠绕和扭曲,明亮的“节点”在吸积盘中不断形成和消散。离黑洞最近的气体以接近光速的速度行进,而外部速度较慢。这种速度差拉伸和切割这些明亮的“节点”,并在吸积盘中产生明亮或黑暗的路径。

从侧面看,黑洞周围的气体湍流呈现出神奇的双峰外观。黑洞的极端重力改变了吸积盘不同部分的光线路径,导致图像失真。从侧面看,失真最大。

学分:美国宇航局戈达德太空飞行中心/杰里米·施尼特曼

这张图展示了黑洞可视化的各个部分。

学分:美国宇航局戈达德太空飞行中心/杰里米·施尼特曼

从侧面看,吸积盘的左侧看起来比右侧亮。这是因为左边的发光气体正快速向我们移动,所以相对论提高了它的亮度。在右边,情况正好相反,因为这边的气体离我们越来越远,所以看起来有点暗。如果我们直视吸积盘上方,这种不对称性将消失,因为从这个角度看,我们看不到任何物质运动。

在黑洞附近,重力的影响如此强烈,吸积盘底部的光线弯向它,看起来像一个勾勒出黑洞轮廓的光晕。这个所谓的“光子环”实际上由多个环组成。这些环环绕黑洞两次、三次甚至更多次。戒指逐渐变暗变薄,然后从我们的“眼睛”中逃脱。因为这个可视化中模拟的黑洞是球形的,光子环从任何角度看都几乎是同一个圆。光子环内部是一个黑洞的阴影,其面积大约是事件视界的两倍(即“没有回头路”的边界,甚至光也无法逃脱)。

这些图像的作者杰里米·施尼特曼解释说:“爱因斯坦说过重力扭曲了空间和时间的结构,这种模拟真的有助于我们理解其中表达的意义。”。“在那之前,黑洞的可视化受到我们想象力和计算机程序的限制。我从没想过有可能看到真正的黑洞。”4月10日,视界望远镜小组通过对m87星系中心的无线电观测发布了黑洞阴影的第一张图像。

参考

[1]http://www . NASA . gov/feature/Goddard/2019/NASA-visualization-shows-a-black-hole-s-warded-world/

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