科學可視化工作室 美國航空航天局 發布了一段視頻，展示了一個由兩個黑洞組成的系統從側面看的樣子。 這些令人印象深刻的視頻不僅是為了教育目的而製作的，它們對於理解科學家觀察到的天文現像也很重要。
該模擬已在該機構的網站上發布，它顯示了該模型的創建及其在氣候模擬中心的 Discover 超級計算機上的計算 美國航空航天局. 要執行所有必要的計算，幾乎需要一整天的時間和超過 2,5 個處理器內核。 這種可視化需要一台功能強大的普通 PC 運行 10 年。
下面的視頻顯示了吸積盤發射的光子路徑的計算結果 黑洞，它穿過扭曲的時空。 這些天體的總質量是我們太陽的 300 億個。 一個帶有橙色吸積盤的黑洞的質量是另一個帶有藍色吸積盤的黑洞的兩倍。
有趣的是，選擇顏色並不是為了清晰起見。 它們雖然肥大，但反映了落入黑洞的物質溫度的真實差異。 在視頻中，您可以立即註意到相對論預測的幾種效應。 最明顯的一種是引力透鏡。 這是一種光學現象，由所謂的環或 愛因斯坦的拱門，看起來像物體的多個同心圓弧形或圓形扭曲和重新反射。 當光經過一個巨大的物體附近時，它們就會出現。 它的引力極大地扭曲了時空，以至於光子改變了軌跡，就像在鏡頭中一樣。
由於來自地球的引力透鏡效應，您可以看到如此遙遠的物體，否則它們的光將永遠無法到達我們的星球。 但也有硬幣的另一面——在大多數情況下，像黑洞這樣的大質量物體在太空中並不孤單，科學家感興趣的天體並不直接位於它們的後面，而是相對於地球處於不同的角度。 正因為如此，在現實中，天空中的環和弧線遠沒有最簡單的模擬中那麼整齊——遙遠星系的圖片充滿了扭曲和恆星的多次重新反射。
也很有趣：
為了將真實物體與光學效果區分開來，需要進行可視化。 它們有助於了解光在大質量物體的不同位置是如何彎曲的。 當然，解釋望遠鏡獲得的科學數據更準確。
視頻中另一個有趣的光學效應是相對論像差：當黑洞更靠近觀察者時，它們會顯得更小。 從側面看，也就是從黑洞的旋轉平面看，吸積盤的一側看起來比另一側更亮。 這是解釋 多普勒增強，這導致向觀察者移動的輻射源看起來比遠離他的輻射源更亮。
總體而言，NASA 的視頻不僅漂亮，而且充滿了有趣的細節。 細心的觀眾會注意到幾個更有趣的元素，這些元素展示了周圍世界的所有美麗。 幸運的是，我們不需要自己靠近黑洞來享受它們。
另請閱讀：