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NASA绘制黑洞图像 黑洞是空间密度无限大的天体
2019-10-22 18:14:57

NASA绘制黑洞图像高清动图揭秘黑洞背后的故事,人类历史上第一幅黑洞照片的诞生,是科学史上的一次壮举,但是实现难度极大,最后得到的图像分辨率相对较低。科学和技术是不断进步的,科学家预计,未来我们可能看到黑洞的直接图像质量,会随着时间的推移而显著改善。

本周,美国国家航空航天局(NASA)为“黑洞周”活动特意制作了新的黑洞超高分辨率的图片,“美哭了”的图片背后,是人类对未来科学技术进步的无限期许。

 

NASA绘制黑洞图像 人类对未来科技进步的无限期许

 

我们都知道,黑洞是空间密度无限大、时空曲率无限高的天体,连光都无法从其事件视界逃脱,但非专业人士很少能清晰了解围绕超大质量黑洞内部的极端物理现象,NSA的惊艳模拟图像则为我们提供了这一契机。

这是一个由黑洞本体、光线、吸积盘等组成的系统,各个部分详细解释如下:

最中间黑色的部分,不是黑洞,而只是黑洞的影子(Blackhole Shadow),约为视界(Event Horizon)的两倍。

它外边的一圈细细的光线被称为光子圈(Photon Ring),是吸积盘影像多次扭曲后形成的一个“光圈”,其中的光线往往会被黑洞扭曲两次、三次甚至更多次,才会被外界看到,而且因为太靠近黑洞而变得更暗更弱。

整个外围绕着黑洞旋转的,就是巨大的吸积盘(Accretion Disk),热热的、薄薄的一层,由各种高速旋转、缓慢坠向黑洞的物质、气体组成,因为强烈的碰撞、辐射而变得极为明亮。

吸积盘本来是一个正常的圆盘形状,但是因为黑洞附近光线高度扭曲,我们看到的吸积盘就变成了图中的样子。

上方其实是吸积盘的远端,黑洞的引力场扭曲了远端的光线传播路径,使之仿佛立了起来而被我们看到。

下方则是吸积盘远端的底部,同样是因为光线被黑洞引力场扭曲而成了这个样子,属于一种透镜效应,但是因为要从黑洞“下方”绕过,所以看起来比上方更小,也不够完整。

另外可以看到,吸积盘左侧的图像比右侧明亮很多,这是因为此处假设吸积盘逆时针旋转,左侧的物质在朝着观察者的方向高速运动,由于多普勒效应而变得明亮,右侧远去的则变得黯淡。

来源:狐视天下 科学探索 https://www.hushiwin.com/kxts/62106.html

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