nasa绘制黑洞图像 未来或看到黑洞的直接图像质量

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。

超大质量黑洞位于大多数大型星系的中心，关于这些黑洞如何到达星系中心的问题，目前在宇宙学上还是一个谜。而究竟是先有黑洞，还是先有星系，是宇宙学中的一大问题。我们所知道的是，黑洞确实很大，相当于太阳质量的数百万倍到数十亿倍。如此大的质量让，它们可以控制恒星的形成。

实际上，黑洞的第一个模拟图像是用上世纪60年代的IBM 7040打孔计算机计算出来的，法国天体物理学家让·皮埃尔·鲁米内特(Jean-Pierre Luminet)于1978年手工绘制，看起来和NASA的模拟图像很像。

在两个模拟中，图像中间都有一个黑圈。即事件视界，在该点电磁辐射(光，无线电波，X射线等)无法从黑洞的引力中获得逃逸速度。

整个黑洞的中间是圆盘状材料的前部，它围绕黑洞旋转，就像水进入排水管一样。由于高速旋转产生的剧烈摩擦生成大量辐射，可以用望远镜观测到。这正是M87黑洞图片中看到的那部分。从模拟图像上还可以看到事件视界周围的完美光环。黑洞周围有大片光线。这实际上是从吸积盘黑洞后面的部分发出的;由于黑洞的引力太强，导致即使在事件视界之外，也能使时空扭曲，并弯曲黑洞周围的光路，导致这部分光线也能被观测到。

从这张图上看，吸积盘的一侧比另一侧更亮，这是由于旋转引起的。朝我们移动的部分更亮，因为它朝我们以接近光速，会使光的波长发生频率变化。这就是“多普勒效应”。反之，远离我们的那一侧显得比较暗淡。

NASA惊艳模拟图像有助于了解围绕超大质量黑洞内部的极端物理现象，有了这些超高分辨率的图片，再看M87的“实拍图”，是不是感觉懂得更多了?Luminet去年在一篇论文中写道：“这种明显的光度不对称性是黑洞的主要特征，黑洞是唯一能够使吸积盘内部区域的旋转速度接近光速的天体，可以产生强烈的多普勒效应。”

延伸阅读

黑洞

黑洞是现代广义相对论中，宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。

1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，这个解表明，如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——“视界”一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。

黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因高热而放出和γ射线的“边缘讯息”，可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹取得位置以及质量。

北京时间2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世，该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。

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