哈佛-史密森天体物理学中心发表历史性黑洞照片的最新细节模拟

据澎湃新闻网：去年4月，一张“高糊”的黑洞照片横空出世，给大家留下了一个红色甜甜圈的印象。将近一年之后，3月18日，哈佛-史密森天体物理学中心在《科学-进展》期刊上发表了关于这张历史性照片的最新细节模拟。照片上看似只有一个光环，其实是由无数子光环嵌套而成的，这也符合广义相对论的预言。

领导该项研究的迈克尔·约翰逊（Michael Johnson）也是首张黑洞照片摄影师事件视界望远镜（EHT）的成员。他解释道，这是因为，光在到达望远镜之前，已经绕着黑洞转了很多圈，形成难以计数的光子轨道。随着轨道数增加，越来越靠近黑洞阴影的边缘，光环的宽度就呈指数级地变窄，最终微弱得可忽略不计。

根据爱因斯坦引力场方程的计算，如果大量物质集中于空间一点，奇点周围会形成时空扭曲的“视界”，一旦进入这个界面，连光子也无法逃逸。

因此，黑洞的本体是无法看见的，隐藏在照片中间的黑暗中。不过，我们能追溯到光子消失的“视界”外围，那里有被吸积成一圈的炽热气体，因湍急流动而摩擦发光。

在这些复杂嵌套的光环中，我们得以一窥光被极端引力弯曲后形成的复杂亚结构。它们也是黑洞的特征“指纹”。

通过计算机软件模拟出高精度的黑洞图像，分解为一层层的子图像，哈佛-史密森天体物理学中心的研究人员发现了理论与现实照片的吻合性。他们认为，根据黑洞层层光环的大小和形状，科学家们有望计算出黑洞的质量和自旋性质。

然而，这些子光环在照片上根本无法肉眼分辨出来，到底要如何掌握它们的细节信息？

EHT是由分布在世界各地的8台望远镜组成阵列，联合观测，形成一个有效口径等于地球直径的大望远镜。约翰逊表示，要想“拍”清楚子光圈，却不需要这么多望远镜，只需两台望远镜距离隔得足够远，形成干涉就行。

他判断，让一台太空望远镜与地上的EHT打配合，就能得到清晰的子光环信号。

研究人员认为，EHT增加一台地球轨道望远镜能得到n=1的效果，而月球望远镜能得到n=2的效果。

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