NASA绘制黑洞图像 黑洞究竟是一种什么样的现象

一般影视以及科普作品中，往往都是这样的：巨大的吸积盘围绕黑洞旋转，两端是高速喷射流，一切宇宙物质乃至光线都被无情地吸入其中。

今年4月份，人类史上第一张黑洞照片公布，虽然很模糊，但我们终于真切地“看”到了黑洞。

现在，NASA(美国航空航天局)以严谨的科学态度，绘制出了清晰的黑洞面貌，一个扭曲、壮美的世界。

这是一个由黑洞本体、光线、吸积盘等组成的系统，各个部分详细解释如下：

最中间黑色的部分，不是黑洞，而只是黑洞的影子(Blackhole Shadow)，约为视界(Event Horizon)的两倍。

它外边的一圈细细的光线被称为光子圈(Photon Ring)，是吸积盘影像多次扭曲后形成的一个“光圈”，其中的光线往往会被黑洞扭曲两次、三次甚至更多次，才会被外界看到，而且因为太靠近黑洞而变得更暗更弱。

整个外围绕着黑洞旋转的，就是巨大的吸积盘(Accretion Disk)，热热的、薄薄的一层，由各种高速旋转、缓慢坠向黑洞的物质、气体组成，因为强烈的碰撞、辐射而变得极为明亮。

吸积盘本来是一个正常的圆盘形状，但是因为黑洞附近光线高度扭曲，我们看到的吸积盘就变成了图中的样子。

上方其实是吸积盘的远端，黑洞的引力场扭曲了远端的光线传播路径，使之仿佛立了起来而被我们看到。

下方则是吸积盘远端的底部，同样是因为光线被黑洞引力场扭曲而成了这个样子，属于一种透镜效应，但是因为要从黑洞“下方”绕过，所以看起来比上方更小，也不够完整。

另外可以看到，吸积盘左侧的图像比右侧明亮很多，这是因为此处假设吸积盘逆时针旋转，左侧的物质在朝着观察者的方向高速运动，由于多普勒效应而变得明亮，右侧远去的则变得黯淡。

如果你看过电影《星际穿越》(Interstellar)，就会发现NASA的这张图看起来很熟悉，因为那部电影中的黑洞基本就是这个样子，也是史上第一次在影视作品中如此科学、(以人类所知)真实地表现黑洞，背后邀请了严谨的科学团队进行计算渲染。