2019 年 09 月 26 日 

如果我們能親眼看見黑洞如何扭曲周遭環境，勢必為其氣勢折服。 NASA 科學家最近製作了新黑洞外觀高分辨率動態圖，如果你對幾個月前的「模糊黑洞照」還有印象，這張模擬圖就是它的高解析度樣貌，將能幫助我們更加理解愛因斯坦對「重力扭曲時空結構」的描述。

今年 4 月，事件視界望遠鏡（ EHT ）團隊發表人類史上第一張「直接成像」的黑洞照片，為室女 A 星系（ M87 星系）中心的超大質量黑洞，我們第一次親眼瞧見黑洞的輪廓，也再次驗證愛因斯坦廣義相對論，表明環繞黑洞的物質所發出的光會被黑洞自身質量產生的重力彎曲，於黑洞周圍形成光環。

雖然科學家已經利用特長基線干涉技術連接世界各地望遠鏡，使事件視界望遠鏡實際上是一個超大「虛擬望遠鏡」，但黑洞距離我們實在太遠，就算望遠鏡解析度已達到現有極限，成果甫發表後仍然有許多人第一反應是：怎麼那麼糊？

（ Source ：ESO）

所幸這項研究讓科學家掌握了黑洞形態，如果你想知道幾個月前那個像甜甜圈的黑洞細部面貌，現在 NASA 科學家製作出全新黑洞動態模擬圖（如下），隨著未來望遠鏡解析度持續提升，最終直接看到的黑洞影像可能就如模擬圖這般驚人。

從上圖可看到正中間有個洞，那就是事件視界（ Event Horizon ），外圍像水流一樣環繞著黑洞的光環，就是被重力吸引過去的物質（吸積盤）摩擦發出的輻射，其中氣體在最靠近黑洞的內環以接近光速的速度旋轉，外環氣體旋轉較慢。

如果從黑洞側面看，可見左側似乎比右側還要亮一些，這是因為左側氣體從「黑洞後方」朝我們移動，右側氣體則遠離我們，所以根據相對論性都卜勒效應，左側亮度應有提高；如果今天我們看的是黑洞正面，就無法瞧見這種不對稱性了，因為沒有材料沿著我們的視線移動。

至於圖中頂部的光，實際上是從黑洞後面發出，百年前，愛因斯坦描述了重力會扭曲時空結構的現象，但直到如今才有這些精緻的模擬，幫助我們稍微理解愛因斯坦到底在想些什麼。未來，事件視界望遠鏡預計觀測波長將從 1.3mm 縮短至 0.4~0.8mm ，等於解析度再提升 10 倍，期待第二張黑洞照片得到更多喝采。

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• New NASA Visualisation of a Black Hole Is So Beautiful We Could Cry
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（圖片來源：NASA）

原文網址：https://technews.tw/2019/09/26/photon-ring-black-hole-light-eht-event-horizon/