NASA制作的新的双黑洞可视化效果图

　　一对绕轨道运行的黑洞相当于太阳质量的数百万倍，它们在 NASA 的一个新的可视化图像中表演着催眠的双人舞。这部电影追踪了黑洞如何扭曲和改变从围绕每个黑洞的热气体漩涡(称为吸积盘)中发出的光线。
　　从轨道平面附近观察，每个吸积盘呈现出典型的双峰状外观。但是，当一个黑洞在另一个黑洞前面经过时，前景黑洞的引力将它的同伴转变成一个快速变化的弧形序列。当光盘上的光线穿过靠近黑洞的时空纠缠结构时，这些扭曲就会显现出来。
　　我们看到的是两个超大质量黑洞，一个较大的有2亿个太阳质量，一个较小的同伴重量只有一半,他是位于格林贝尔特的美国国家航空航天管理局戈达德太空飞行中心的天体物理学家，创造了这个可视化。我们认为，在这种黑洞双星系统中，两个成员都可以维持吸积盘持续数百万年。
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　　吸积盘有不同的颜色，红色和蓝色，使它更容易追踪光源，但选择也反映现实。更热的气体释放出更接近光谱蓝端的光，环绕较小黑洞的物质受到更强的引力作用，从而产生更高的温度。对于这些物质，两个吸积盘实际上会以紫外线发出大部分光，而蓝色圆盘的温度会稍高一点。
　　这样的可视化效果帮助科学家描绘出极端重力乐园镜头下的迷人结果。这个新的视频是之前 施尼特曼制作的一个视频的两倍，这个视频从不同的角度展示了一个孤独的黑洞。
　　从近乎边缘的角度看，吸积盘的一面明显较为明显。引力扭曲改变了光线从圆盘不同部位发出的路径，产生了扭曲的图像。黑洞附近气体的快速运动通过一种叫做多普勒增强的现象改变了圆盘的亮度ーー这是爱因斯坦相对论的一种效应，它照亮了向观察者旋转的一侧，使旋转的一侧变暗。
　　可视化还显示了一种更为微妙的现象，称为相对论像差。当黑洞靠近观察者的时候，它们看起来更小，而当它们离开的时候，它们看起来更大。
　　当从上面观察系统时，这些效果消失了，但是新的特性出现了。两个黑洞都会产生它们的伴星的小图像，这些伴星围绕着它们各自的轨道运行。仔细看，很明显，这些图片实际上是边缘对视图。为了产生它们，黑洞发出的光必须被重新定向90度，这意味着我们从两个不同的角度观察黑洞ーー正面和侧面ーー在同一时间。
　　这种新的可视化方式的一个引人注目的方面就是引力透镜效应图像的自相似性。对每个黑洞进行放大，就会显示出其伴侣的多重、日益扭曲的图像。
　　施尼特曼通过计算来自吸积盘的光线穿过黑洞周围扭曲时空的路径，创造了这一可视化效果。在现代的台式电脑上，制作电影画面所需的计算大约需要十年。因此，施尼特曼在美国宇航局气候模拟中心使用＂发现＂超级计算机。仅使用Discover 129000个处理器中的2%，花费了大约一天的时间制作而成。
　　天文学家预计，在不远的将来，他们将能够探测到时空中两个超大质量黑洞在一个系统中产生的引力波涟漪，就像施尼特曼描述的那个黑洞螺旋状地在一起并合并。