《星際穿越》科學顧問:黑洞照片為什麼「糊」

2020-12-04 新華網客戶端

新華社北京4月11日電(記者郭爽)不少人腦海中關於黑洞的形象來源於科幻電影《星際穿越》中清楚明亮的圖像,而最新發布的人類首張黑洞照片卻有點「糊」。對此,《星際穿越》科學顧問、諾貝爾物理學獎獲得者基普·索恩11日在接受新華社記者採訪時對兩個黑洞圖像的異同給出獨家解析。

「模糊是因為(事件視界)望遠鏡的解析度還不夠好」,著名黑洞專家索恩說。他還解析了「事件視界望遠鏡」項目最新公布的M87星系黑洞照片,與《星際穿越》中「卡岡圖雅」黑洞形象的三大不同。

首先,「卡岡圖雅」的圖像顯示出強光,而最新公布的黑洞照片上的光卻柔和得多。索恩指出,「卡岡圖雅」的強光來自拍電影時IMAX相機鏡頭中模擬的光散射。對黑洞的真實觀測可沒有拍電影這麼好的條件,「事件視界望遠鏡」中沒有IMAX相機那樣的光散射。

第二,真實照片中,黑洞一側明亮,而另一側暗淡。但《星際穿越》中的黑洞圖像卻沒有這種差別。

索恩指出,與「卡岡圖雅」黑洞相比,M87星系黑洞的都卜勒頻移作用顯得非常強大,這使得照片中黑洞有一側非常明亮。都卜勒頻移是指物體運動時,從那裡發出的信號傳到接收處時會出現相位和頻率的變化。

事實上,索恩團隊當初為《星際穿越》提供的黑洞模型中同樣考慮了都卜勒頻移,但《星際穿越》導演克里斯多福·諾蘭「忽略」了這種亮度差異。

第三,電影中設定的「卡岡圖雅」黑洞與真實M87星系黑洞本身就有不同,最大的不同在於二者的吸積盤厚薄程度等特性有差異,這可以部分解釋為什麼「卡岡圖雅」黑洞圖像的中心有一條亮帶。

黑洞周圍的光環為什麼顏色不一樣呢?此次對M87星系黑洞成像的「事件視界望遠鏡」的工作波段是毫米波。但人眼並不能看到毫米波,黑洞圖像上呈現出的彩色光是科研人員經過計算機處理而成的。「事件視界望遠鏡」的科學家選擇了紅色,而《星際穿越》則選擇了其他顏色。

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