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NASA放出高清版黑洞照片 这次终于能看清楚了……

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?olivia chan ? 2019-09-27 16:27:05 来源:前瞻网 E2524G0

2019年4月10日,人类史上首张黑洞照片发布,在全球引发轰动。

这颗被拍摄到的黑洞为M87星系中心的超大质量黑洞,它的质量是太阳的65亿倍,距离地球5500万光年。

这一重大科学成果由全球多国科研人员历经数年合作完成,光“冲洗”就花了两年的时间。并且这张黑洞照片对于全人类来说意义非凡,它不仅将为广义相对论提供新信息,也有助于了解黑洞喷流的形成过程。

虽然我们都惊叹于科学史上的这一壮举,但同时也略感遗憾:由于分辨率相对较低,图片模糊不清,我们只能看到一个大致的轮廓,却无法看清它的真面目。

为此,9月26日NASA发布了一张由计算机模拟的高分辨率新黑洞可视化图片。它清晰的描述了环绕黑洞的物质所发出的光会被黑洞自身质量产生的重力弯曲,于黑洞周围形成光环。

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(图片来源:NASA)

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。

从图片上可以看到正中间有个洞,旁边那一圈就是事件视界(Event Horizon),外围像水流一样环绕着黑洞的光环,就是被重力吸引过去的物质摩擦发出的辐射,其中气体在最靠近黑洞的内环以接近光速的速度旋转,外环气体旋转较慢。

如果从黑洞侧面看,我们会发现吸积盘的一侧比另一侧更亮,原因在于吸积盘的运动效应——朝向我们视线运动的区域因为多普勒效应而变得更亮,远离我们视线运动的区域会变暗。中间黑色的区域就是黑洞本身——光线无法逃离之处。

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(图片来源:NASA)

像这样的模拟化片段确实帮助我们形象化了爱因斯坦所说的重力扭曲时空结构的含义。但随着时间的推移和科技的进步,未来我们有望看到直接拍摄到的黑洞高清照片。

据了解,拍摄到首张黑洞图片的事件望远镜预计观测波长将从1.3mm缩短至 0.4~0.8mm,这意味着未来拍摄到的黑洞照片清晰度将再提高10倍。

其实,在首张黑洞照片面世以前,有关黑洞的样子还仅限于我们的想象力和计算机程序。从上世纪70年代开始,就有无数的科学家前赴后继地手动绘制黑洞照片。

1978年,当时还是巴黎默东(Paris Meudon)天文台一名年轻研究员的卢米涅开始着手绘制黑洞事件视界的第一幅“肖像”。他凭借自己的数学背景,使用一台上世纪60年代的IBM 7040穿孔计算机,首次模拟出黑洞的样子。

1979年,这张手绘图终于诞生。这张照片与NASA最近用计算机模拟的高清黑洞照片非常相似,只不过前者是黑白的。

到如今,科学家们再也不用像40年前的卢米涅一样费力地手工“洗照片”了,他们可以借助各种高级的望眼镜和超性能计算进行辅助处理,甚至能够直接拍摄到黑洞的真容。

从1979年第一张黑洞手绘稿问世,到2019年第一张黑洞照片发布,这一整整40年的跨度也印证了,先进的探测技术和数据处理方法使得科学的想象与现实之间,原来可以如此接近。

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