nasa繪制黑洞圖像:一個(gè)扭曲、壯美的世界

說(shuō)起宇宙中最強(qiáng)大、最神秘的黑洞，你腦海中會(huì)浮現(xiàn)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(pán)圍繞黑洞旋轉(zhuǎn)，兩端是高速噴射流，一切宇宙物質(zhì)乃至光線都被無(wú)情地吸入其中。

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。

現(xiàn)在，NASA(美國(guó)航空航天局)以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，繪制出了清晰的黑洞面貌，一個(gè)扭曲、壯美的世界。

這是一個(gè)由黑洞本體、光線、吸積盤(pán)等組成的系統(tǒng)，各個(gè)部分詳細(xì)解釋如下：

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(xì)細(xì)的光線被稱為光子圈(Photon Ring)，是吸積盤(pán)影像多次扭曲后形成的一個(gè)“光圈”，其中的光線往往會(huì)被黑洞扭曲兩次、三次甚至更多次，才會(huì)被外界看到，而且因?yàn)樘拷诙炊兊酶蹈酢?/p>

整個(gè)外圍繞著黑洞旋轉(zhuǎn)的，就是巨大的吸積盤(pán)(Accretion Disk)，熱熱的、薄薄的一層，由各種高速旋轉(zhuǎn)、緩慢墜向黑洞的物質(zhì)、氣體組成，因?yàn)閺?qiáng)烈的碰撞、輻射而變得極為明亮。

吸積盤(pán)本來(lái)是一個(gè)正常的圓盤(pán)形狀，但是因?yàn)楹诙锤浇饩€高度扭曲，我們看到的吸積盤(pán)就變成了圖中的樣子。

上方其實(shí)是吸積盤(pán)的遠(yuǎn)端，黑洞的引力場(chǎng)扭曲了遠(yuǎn)端的光線傳播路徑，使之仿佛立了起來(lái)而被我們看到。

下方則是吸積盤(pán)遠(yuǎn)端的底部，同樣是因?yàn)楣饩€被黑洞引力場(chǎng)扭曲而成了這個(gè)樣子，屬于一種透鏡效應(yīng)，但是因?yàn)橐獜暮诙?ldquo;下方”繞過(guò)，所以看起來(lái)比上方更小，也不夠完整。

另外可以看到，吸積盤(pán)左側(cè)的圖像比右側(cè)明亮很多，這是因?yàn)榇颂幖僭O(shè)吸積盤(pán)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，左側(cè)的物質(zhì)在朝著觀察者的方向高速運(yùn)動(dòng)，由于多普勒效應(yīng)而變得明亮，右側(cè)遠(yuǎn)去的則變得黯淡。

如果你看過(guò)電影《星際穿越》(Interstellar)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)NASA的這張圖看起來(lái)很熟悉，因?yàn)槟遣侩娪爸械暮诙椿揪褪沁@個(gè)樣子，也是史上第一次在影視作品中如此科學(xué)、(以人類所知)真實(shí)地表現(xiàn)黑洞，背后邀請(qǐng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行計(jì)算渲染。

關(guān)鍵詞： nasa 黑洞圖像