美國宇航局發佈：黑洞扭曲時空的可視化影像！用兩個字形容：神奇！這種對黑洞的新可視化表明了黑洞引力如何扭曲了我們的視野，扭曲了它的周圍環境，就像在嘉年華的鏡子裡看到的一樣。這種可視化模擬了黑洞的外觀，在黑洞中，落入的物質聚集成一種被稱為吸積盤薄而熱的結構。黑洞的極端引力使吸積盤不同區域發出的光發生傾斜，產生了畸形的外觀。明亮的結不斷地在吸積盤中形成和消散，因為磁場在攪動的氣體中形成和扭曲。
（上圖圖示）從近乎邊緣的角度看，圍繞黑洞旋轉的湍流氣體圓盤呈現出瘋狂的雙峰外觀。黑洞極端引力改變了來自吸積盤不同部分光的路徑，產生了扭曲的圖像。黑洞極端引力場使來自吸積盤不同部分的光重新定向和扭曲，但看到的確切情況取決於我們的視角，當幾乎沿邊緣觀察系統時，會發生最大的失真。圖片：NASA's Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman
在離黑洞最近的地方，氣體以接近光速的速度運行，而外部部分的自轉速度稍慢一些。這種差異拉伸和剪切明亮的結，在圓盤中產生亮和暗的通道。從側面看，吸積盤左側看起來比右側更亮。
吸積盤左側發光氣體向我們移動的速度如此之快，以至於愛因斯坦相對論的影響使其亮度增加；相反的發生在右側，離開我們的氣體變得稍微暗淡一些，當我們看到吸積盤正對著面時，這種不對稱性就消失了。
因為從這個角度來看，沒有任何物質沿著我們的視線移動。離黑洞最近的地方，引力彎曲的光線變得如此過度，以至於我們可以看到吸積盤底面是一個明亮的光環，似乎勾勒出了黑洞的輪廓。這個所謂的“光子環”由多個光環組成，這些光環在逃逸到達我們眼睛之前已經環繞黑洞兩次、三次甚至更多次，這些光環逐漸變得越來越暗、越來越薄。因為在該可視化中建模的黑洞是球形，所以光子環看起來幾乎是圓形的，並且從任何角度看都是相同的。
光子環內部是黑洞的陰影，這個區域的大小大約是事件視界的兩倍（黑洞的不歸點）。像這樣的模擬能幫助我們可視化愛因斯坦引力扭曲時空結構時的意思，傑里米·施尼特曼在馬里蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心使用定製軟件生成了這些華麗的影像。直到黑洞照片發佈之前，這些可視化還侷限於我們的想象力和計算機程序，從未想過會有可能看到真正的黑洞，然而在4月10日，Event Horizon Telescope團隊利用對M87星系中心的無線電觀測首次發佈了黑洞陰影的圖像。
博科園｜研究/來自：Francis Reddy/美國宇航局戈達德太空飛行中心
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