黑洞的新視覺效果說明了黑洞的重力如何扭曲我們的視線,扭曲了周圍的環(huán)境,就像在狂歡節(jié)鏡子中看到的那樣??梢暬ЧM了黑洞的外觀,在該黑洞中,流入物已收集到一個薄而熱的結構中,稱為吸積盤。黑洞的極重重力會使光盤的不同區(qū)域發(fā)出的光偏斜,從而產(chǎn)生變形的外觀。
隨著磁場在攪動的氣體中纏繞并扭曲,明亮的結不斷地在磁盤中形成并消散。最靠近黑洞,氣體軌道以接近的速度光,而外部部分旋轉得慢。這種差異拉伸和剪切了明亮的結,在圓盤中產(chǎn)生了明暗的通道。
從側面看,該磁盤在左側看起來比在右側看起來更亮。磁盤左側的發(fā)光氣體向我們移動的速度如此之快,以至于愛因斯坦的相對論效應使它的亮度有所提高。相反的情況發(fā)生在右側,從我們那里流走的氣體略微變暗。當我們看到磁盤正對面時,這種不對稱性消失了,因為從該角度看,沒有材料沿我們的視線移動。
靠近黑洞的地方,引力彎折變得如此之大,以至于我們可以將圓盤的底面看成是看起來像黑洞輪廓的明亮光環(huán)。這個所謂的“光子環(huán)”由多個環(huán)組成,這些環(huán)從避開我們的眼睛進入黑洞的光圈了兩次,三次甚至更多次之后,逐漸變暗和變細。因為在此可視化中建模的黑洞是球形的,所以光子環(huán)看起來幾乎是圓形的,并且從任何角度看都是相同的。在光子環(huán)內(nèi)部是黑洞的陰影,它的面積大約是事件視界大小的兩倍-它是無返回點。
“這樣的模擬和電影確實幫助我們了解了愛因斯坦所說的重力扭曲時空結構時所表達的含義,”杰里米·施尼特曼解釋說。他使用美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的定制軟件生成了這些精美的圖像。“直到最近,這些可視化還僅限于我們的想象力和計算機程序。我從來沒有想過有可能看到一個真正的黑洞。”然而,在4月10日,Event Horizo??n Telescope團隊使用對M87星系心臟的無線電觀測結果發(fā)布了黑洞陰影的第一張圖像。