带你看扭曲的黑洞世界

深蓝色的畅想

今年4月，“事件视界望远镜(EHT)”团队公布人类有史以来拍到的第一张“黑洞照片”，立下天文学界的里程碑。尽管这是跨国研究人员费尽心血的结晶，但对一般人而言，这张黑洞照十分模糊，难免觉得看不过瘾。美国国家航空航天局(NASA)26日就发布了一个可视化效果动图，显示了扭曲的黑洞世界，让大家能以动态高分辨率欣赏这个天文奇观。

黑洞扭曲世界可视化效果图。图片来源：NASA网站。

这个黑洞的新动图展示了它的引力如何扭曲我们的视野，扭曲了周围的环境，就像在狂欢节的镜子里看到的一样。

在动图中，环绕在黑洞外侧的橘红色碟状物称为“吸积盘”(accretion disk)，由气体、星尘等物质组成，越靠近被吸入黑洞时，这些物质越以逼近光速的高速绕圈，粒子激烈撞击下，将X光及伽马射线以可见光的形态释放出来，让科学家得以接收、间接观测黑洞。

从侧面看时，由于都普勒集束效应(doppler beaming)，吸积盘从左流近观者的发光气体，会比往右侧流远的部分更亮；从正面看时，因这些物质皆未朝我们所在的方向移动，“左亮右暗”的现象便会消失。

另外也可发现，吸积盘上下方皆隆起的部分，其实位置是在黑洞的“背后”。这是因为黑洞以强大重力扭曲光线，形成的重力透镜效应(gravitational lensing)。

内侧的一条细线则称为光子环(photon ring)，是由多道环构成，是光在环绕黑洞两次、三次、甚至更多次之后，得以“逃过”黑洞被人观测到的扭曲影像。由于动图模拟的黑洞是球形，光子环在任何角度观测也近乎圆形。

光子环内部则是黑洞的影子(black hole’s shadow)，这个区域大小约是“事件视界”的两倍大。“事件视界”也叫作黑洞边界，是在进入黑洞前所能传递信息的临界点，一旦过了这道边界，任何信息都不可能被黑洞外的宇宙所探知。

yuanqu95

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