新智元報導
編輯：大明
【新智元導讀】NASA最新發布了最新的黑洞模擬動態圖像，較今年4月人類首次“實拍”得到的黑洞圖片的分辨率實現了飛躍式提升。網友紛紛表示美哭了！>>>人工智能改變中國，我們還要跨越這三座大山 | 獻禮70周年
人類歷史上第一幅黑洞照片的誕生，是科學史上的一次壯舉，但是實現難度極大，最後得到的圖像分辨率相對較低。科學和技術是不斷進步的，科學家預計，未來我們可能看到黑洞的直接圖像質量，會隨著時間的推移而顯著改善。
本周，美國國家航空航天局（NASA）為“黑洞周”活動特意製作了新的黑洞超高分辨率的圖片，“美哭了”的圖片背後，是人類對未來科學技術進步的無限期許。
超大質量黑洞位於大多數大型星系的中心，關於這些黑洞如何到達星系中心的問題，目前在宇宙學上還是一個謎。而究竟是現有黑洞，還是先有星系，是宇宙學中的一大問題。
我們所知道的是，黑洞確實很大，相當於太陽質量的數百萬倍到數十億倍。如此大的質量讓，它們可以控制恆星的形成。
黑洞的第一個直接影像，M87 *。
實際上，黑洞的第一個模擬圖像是用上世紀60年代的IBM 7040打孔計算機計算出來的，法國天體物理學家讓·皮埃爾·魯米內特（Jean-Pierre Luminet）於1978年手工繪製，看起來和NASA的模擬圖像很像。
在兩個模擬中（上面是NASA的模擬圖，下面是Luminet的作品），圖像中間都有一個黑圈。即事件視界，在該點電磁異塵餘生（光，無線電波，X射線等）無法從黑洞的引力中獲得逃逸速度。
法國天體物理學家讓·皮埃爾·魯米內特（Jean-Pierre Luminet）於1978年手工繪製的黑洞圖片
整個黑洞的中間是圓盤狀材料的前部，它圍繞黑洞旋轉，就像水進入排水管一樣。由於高速旋轉產生的劇烈摩擦生成大量異塵餘生，可以用望遠鏡觀測到。這正是M87 黑洞圖片中看到的那部分。
從模擬圖像上還可以看到事件視界周圍的完美光環。黑洞周圍有大片光線。這實際上是從吸積盤黑洞後面的部分發出的；由於黑洞的引力太強，導致即使在事件視界之外，也能使時空扭曲，並彎曲黑洞周圍的光路，導致這部分光線也能被觀測到。
從這張圖上看，吸積盤的一側比另一側更亮，這是由於旋轉引起的。朝我們移動的部分更亮，因為它朝我們以接近光速，會使光的波長髮生頻率變化。這就是“多普勒效應”。反之，遠離我們的那一側顯得比較暗淡。
Luminet去年在一篇論文中寫道：“這種明顯的光度不對稱性是黑洞的主要特徵，黑洞是唯一能夠使吸積盤內部區域的旋轉速度接近光速的天體，可以產生強烈的多普勒效應。”
NASA驚豔模擬圖像有助於了解圍繞超大質量黑洞內部的極端物理現象，有了這些超高分辨率的圖片，再看M87的“實拍圖”，是不是感覺懂得更多了？
參考鏈接：
https://www.sciencealert.com/this-new-nasa-visualisation-of-a-black-hole-is-so-beautiful-we-could-cry
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