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为什么“甜甜圈”拍糊了?我们替你问了这位诺奖大咖

世界新闻

2019-04-11 17:42

从昨晚开始,你的朋友圈有没有被这张图刷屏↓↓↓

人类有史以来获得的第一张黑洞照片“见光”啦!作为第一批“看见”黑洞的人类,这届网友们纷纷“脑洞大开”:

有人看到了甜甜圈↓

有人看到了蜂窝煤↓

还有人竟然看到了电热器↓

其实,在这次“首秀”之前,不少人脑海中关于黑洞的形象来源于大热科幻电影星际穿越》

影片中名为“卡冈图雅”的黑洞图像可谓清楚明亮,10日首张照片的“主角”——室女座超巨椭圆星系M87中心超大质量黑洞却显得有点“糊”

要解释这回事,下面这位世界级科学大咖恐怕最有发言权。

他是拿到诺贝尔物理学奖的国际知名物理学家,人类首次探测引力波的绝对主力和“灵魂人物”;也是科幻作家和科幻电影编剧,为《星际穿越》担任科学顾问,影片中的黑洞就是他主导设计的!

基普·索恩11日在接受;" data-mce-style="color: #800000;">独家解析。

图为“诺奖大咖”基普·索恩。(图片源自网络)

Q1:为什么黑洞照片拍“糊”了?

一句话,相机“不行”。

索恩解释说,“模糊是因为(事件视界)望远镜的分辨率还不够好。”

Q2:为什么首张黑洞照片中的光线比《星际穿越》中黑洞光线弱这么多?

一句话,还是相机“不行”。

索恩解释说,电影中“卡冈图雅”黑洞的强光来自拍电影时IMAX相机镜头中模拟的光散射。而对黑洞的真实观测可没有拍电影这么好的条件,“事件视界望远镜”中没有IMAX相机那样的光散射

图为电影《星际穿越》海报。

Q3:为什么照片黑洞半明半暗?

一句话,导演的“锅”。

真实照片中,黑洞一侧明亮,而另一侧暗淡。但《星际穿越》中的黑洞图像却没有这种差别。

索恩指出,与“卡冈图雅”黑洞相比,M87星系黑洞的多普勒频移作用显得非常强大,这使得照片黑洞有一侧非常明亮。多普勒频移是指物体运动时,从那里发出的信号传到接收处时会出现相位和频率的变化。

事实上,索恩团队当初为《星际穿越》提供的黑洞模型中同样考虑了多普勒频移,但《星际穿越》导演克里斯托弗·诺兰“忽略”了这种亮度差异。因为当黑洞周边物质的整体亮度非常强烈时,人眼很可能无法分辨出黑洞两侧的亮度差异

图为电影《星际穿越》截图。

Q4:为什么电影中的黑洞中间有一条亮带,但首张“证件照”里没有?

一句话,此洞非彼洞。

电影中设定的“卡冈图雅”黑洞与真实M87星系黑洞本身就有不同。最大的不同在于二者的吸积盘厚薄程度等特性有差异,这可以部分解释为什么“卡冈图雅”黑洞图像的中心有一条亮带。

索恩说,“卡冈图雅”黑洞周围发出辐射的吸积盘在物理上非常,但在光学上看却非常,辐射不能穿越它;而M87星系黑洞却相反,其吸积盘在物理上非常,但在光学上看很,辐射可以基本不受阻碍地穿过它。

看,原来你是这样的黑洞

其实,无论甜甜圈、蜂窝煤还是电热器,还不都是因为首张“证件照”中黑洞周围光线的颜色是偏红的暖光嘛。为什么与电影中黑洞周围光环的“冷色调”差别那么大?

一句话,还不是为了让你看到咯。

小编来解释一下啊:此次对M87星系黑洞成像的“事件视界望远镜”的工作波段是毫米波。但人眼并不能看到毫米波黑洞图像上呈现出的彩色光是科研人员经过计算机处理而成的

(来源:新华社)