2019-09-26 06:11:01
NASA可视化显示黑洞的扭曲世界

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黑洞的新视觉效果说明了黑洞的重力如何扭曲我们的视线,扭曲了周围的环境,就像在狂欢节镜子中看到的那样。可视化效果模拟了黑洞的外观,在该黑洞中,流入物已收集到一个薄而热的结构中,称为吸积盘。黑洞的极重重力会使光盘的不同区域发出的光偏斜,从而产生变形的外观。

随着磁场在搅动的气体中缠绕并扭曲,明亮的结不断地在磁盘中形成并消散。最靠近黑洞的位置,气体以接近光速的速度运转,而外部旋转得更慢。这种差异拉伸和剪切了明亮的结,在圆盘中产生了明暗的通道。

从侧面看,该磁盘在左侧看起来比在右侧看起来更亮。磁盘左侧的发光气体向我们移动的速度如此之快,以至于爱因斯坦的相对论效应使它的亮度有所提高。相反的情况发生在右侧,从我们那里流走的气体略微变暗。当我们看到磁盘正对面时,这种不对称性消失了,因为从该角度看,没有材料沿我们的视线移动。

靠近黑洞的地方,引力弯折变得如此之大,以至于我们可以将圆盘的底面看成是看起来像黑洞轮廓的明亮光环。这个所谓的“光子环”由多个环组成,这些环从避开我们的眼睛进入黑洞的光圈了两次,三次甚至更多次之后,逐渐变暗和变细。因为在此可视化中建模的黑洞是球形的,所以光子环看起来几乎是圆形的,并且从任何角度看都是相同的。在光子环内部是黑洞的阴影,它的面积大约是事件视界大小的两倍-它是无返回点。

“这样的模拟和电影确实帮助我们了解了爱因斯坦所说的重力扭曲时空结构时所表达的含义,”杰里米·施尼特曼解释说。他使用位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德航天中心的定制软件生成了这些精美的图像。 “直到最近,这些可视化还仅限于我们的想象力和计算机程序。我从来没有想过有可能看到一个真正的黑洞。”然而,在4月10日,Event Horizon Telescope团队使用对M87星系心脏的无线电观测结果发布了黑洞阴影的第一张图像。

人类科学
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