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《連線》(Wired)雜誌有一篇有趣的文章,講述了物理學家和黑洞專家基普·索恩(Kip Thorne)在11月7日上映的電影《星際穿越》(Interstellar)中的工作。我們早就知道這部電影的前提:地球是一場災難,人類正處於滅絕的邊緣,人類必須找到新的家園。唉,太空太大了。要前往我們最近的可能的第二個家園,需要太多人類的生命。到達那裡的唯一方法是透過蟲洞——一個連線宇宙中兩個遙遠區域的時空隧道。
蟲洞,也稱為愛因斯坦-羅森橋,與黑洞不同。在正常情況下,如果你掉進黑洞,它會把你碾碎,讓你徹底消失,而不是把你拋到宇宙的遙遠角落。但是,以各種方式表現的黑洞,在理論上可以開啟蟲洞。在索恩的指導下,顯然諾蘭決定一個以接近光速旋轉的巨大黑洞(稱為加甘圖亞)就足夠了。
有趣的是,《星際穿越》中的黑洞看起來與事件視界望遠鏡(EHT)的科學家們為研究銀河系中心的黑洞人馬座 A*而生成的模型非常相似。(EHT是一個國際天文學家小組,他們正在連線一個全球範圍的射電望遠鏡陣列,以在事件視界尺度上觀察黑洞。更多資訊請點選這裡。)換句話說,《星際穿越》中的黑洞確實是科學家們期望現實生活中天體物理黑洞的樣子。將《連線》雜誌上的影像與滑鐵盧大學和周界研究所的理論家艾弗裡·布羅德里克(Avery Broderick)的模擬進行比較,他從一開始就參與了 EHT 合作。
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克里斯托弗·諾蘭的黑洞具有更高的製作質量,但兩張影像都顯示了相同的東西:一個圍繞黑洞發光的吸積盤;引力透鏡引起的“陰影”特徵;一條細環標誌著最後的 photon 軌道,光線在逃逸或落入黑洞之前會繞著黑洞多次旋轉。EHT 天文學家使用他們的模型來預測他們的儀器一旦達到全力,可能會看到什麼——從地球上透過全球毫米波射電望遠鏡陣列觀看時,人馬座 A* 應該是什麼樣子。(據推測,如果你即將落入人馬座 A*,你會看到更像電影中的東西。)
所以,當你看《星際穿越》時,請記住:馬修·麥康納飛過的那黑洞?科學家們認為我們銀河系中心的黑洞可能看起來很像那樣。在未來幾年內,射電天文學家或許能夠拍攝到它的照片。