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“这令人难忘”:太空艺术家谈第一张黑洞图像

探索令人惊叹的黑洞插图,捕捉宇宙奇观,包括事件视界望远镜的开创性图像。

作者:John Wenz
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通过深入研究我们的档案,并得到空间艺术家的一些帮助,我们汇编了艺术家在40多年中描绘黑洞的多种方式。(图片来源(从左上角顺时针):Adolf Schaller/《天文学》档案;Roen Kelly/《天文学》;Adolf Schaller/《天文学》档案;NASA/SOFIA/Lynette Cook/UPI;Roen Kelly/《天文学》;Rick Sternbach/《天文学》档案;Adolf Schaller(x3);Anne Norcia/《天文学》档案;身份不明艺术家,NASA/JPL-Caltech;Adolf Schaller)当事件视界望远镜(EHT)的研究人员于4月10日公布了第一张黑洞的真实图片时,他们终于成功地捕捉到了不可见的景象。吸积盘的亮环和事件视界的暗影清晰可见,验证了科学家对奇异点外观的理论。对于那些在缺乏实际确认的情况下花费数十年时间描绘黑洞的空间艺术家来说,这是一个重要的时刻。我们采访了几位投稿人,了解他们描绘一个不可见物体是怎样的体验,以及他们第一次瞥见真实黑洞时的反应。

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凝视阴影

从事宇宙绘画35年多的艺术家阿道夫·沙勒(Adolf Schaller)热切地观看了首次图像发布会。“能够看到那个阴影真是太棒了,”他说。“那是一种令人难以忘怀的东西。它正凝视着我们,不是吗?”

一个中等质量的黑洞通过吞噬一颗30倍太阳质量的蓝色巨星而成长。(图片来源:阿道夫·沙勒 提供)沙勒除了为《天文学》(《发现》杂志的姊妹刊)和其他出版物提供数十年的自由职业作品外,还参与了卡尔·萨根著名的《宇宙》电视系列片,并凭借其视觉效果获得了艾美奖。他在艺术和科学方面的兴趣相辅相成已超过40年,可以追溯到20世纪70年代中期。“在我的大部分艺术生涯中,我一直在仔细研究黑洞,我对物理学的兴趣也随之而来,”他说。“在那个时候,从70年代初中期开始……我已经在思考黑洞了——只是通过我阅读相关主题得来的。”几十年来,科学家们一直在没有实际图片的情况下,利用模型和他们对物理定律的知识来模拟黑洞可能的样子。例如,当涉及到表示引力如何扭曲和扭曲黑洞事件视界周围的光线时,计算机模拟对沙勒来说是无价的。

不同的视角

绘制遥远的宇宙物体也可能需要向注重数据的科学家提出一些不寻常的问题。迈克尔·卡罗尔(Michael Carroll),另一位《天文学》杂志的常客,自20世纪80年代初以来一直在绘制行星景观和炽热恒星等太空场景。他说,对他而言,作为一名艺术家意味着向科学家提出非正统的问题。“通常,天文艺术家会向科学家提出他们不常想到的问题,因为他们不从视觉角度思考;他们思考的是数值数据,”他说。


阅读更多:关于黑洞的一切值得了解的知识


由此产生的答案,比如黑洞会发出什么颜色,或者它究竟如何扭曲事件视界附近的光线,帮助他丰富了想象。随着他对黑洞理解的加深,这也深化了卡罗尔选择描绘黑洞的一些方式。“你开始明白它并不是真的把光吸进去,而是它把周围的时空连续体弯曲了,从而把光也弯曲了,”卡罗尔说。这产生了一些有趣的视觉效果,比如从事件视界以不寻常的漩涡模式发出的微弱的喷流物质。

人类有史以来第一张黑洞真实图像显示了M87星系中心超大质量黑洞。(图片来源:事件视界望远镜)沙勒和卡罗尔对EHT的第一张图像都没有感到太大惊讶,部分原因是黑洞行为相对已了解得很透彻

即使没有物理图像,科学家对奇异点的模拟也能很好地再现它。对他们来说,这是个好消息——这意味着他们的工作几十年来大部分都是准确的。但对卡罗尔来说,仍有一些悬而未决的问题。例如,黑洞附近坠落的物质会发生什么?喷流的结构是怎样的?黑洞附近物质碰撞会产生数十次爆炸吗?然后还有那些真正近距离的事情。“我很想看到吸积盘的细节,”他说。“那个黑洞周围的纹理是什么样子的?可见光谱中会发出什么颜色?”这些问题将在未来几次事件视界望远镜升级后得到解答。

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