NASA模拟双黑洞周边的视觉形态。
双黑洞周边的视觉形态。NASA戈达德空间飞行中心 / Jeremy Schnittman / Brian P. Powell
黑洞是黑的，因为它困住了所有的光。但黑洞周围却不一定是黑的，因为只要和它保持安全距离，光是允许离开的。所以我们可以看到黑洞，确切地说，是看到黑洞在其周围吸积盘映衬下显现出来的影子。
之所以能够看到黑洞的影子，还因为黑洞后方的吸积盘影像会被扭曲，出现在黑洞之影的上部边缘外，看起来就像我们是从上方看它一样。
单一黑洞周边的视觉形态。NASA戈达德空间飞行中心 / Jeremy Schnittman
这是单个黑洞的情况。我们已经比较了解。但是如果有两个互相之间非常靠近的黑洞在互相围绕，又是怎样的一种情况呢？
近日NASA戈达德媒体工作室公布了几段模拟视频，展现了双黑洞天体系统在引力透镜效应的影响下可能会有的样子。
双黑洞周边的视觉形态。NASA戈达德空间飞行中心 / Jeremy Schnittman / Brian P. Powell
模拟呈现了一对相距很近的双黑洞及其周围的光路。这两个黑洞一个质量是太阳的2亿倍，用橙色表示；另一个质量是太阳的1亿倍，用蓝色表示。模拟所需的计算由一台平时用来预报天气的超级计算机负责。计算用了大约一整天才完成。
视频力求在细节上做到真实。这些细节包括多普勒增强效应（Doppler boosting）——黑洞周围的光如果来自吸积盘中一个面朝我们运动的部分，这部分的光就会显得比较明亮；如果来自一个背朝我们运动的部分，这部分光就会显得比较暗。以及相对论像差（relativistic aberration）——黑洞如果面朝观察者运动而来，会显得较小；反之则显得较大。
模拟中最难的是展现这两个黑洞吸积盘产生的光之间存在着怎样的相互影响。当它们在视觉上靠近时，一个黑洞吸积盘产生的光会被另一个黑洞的引力场扭曲，而被后者扭曲的光又有一部分会被前者再一次扭曲。因此有时候很难判断影像的一部分究竟属于哪个吸积盘。使用不同的颜色表示不同的吸积盘，就是为了能够让人准确识别光的来源。
视频反映的并非真实存在的一对黑洞，而是一个模型。但它告诉我们，双黑洞附近的光路在复杂极端引力场中遵循着怎样的基本规则。
双黑洞周边的视觉形态。NASA戈达德空间飞行中心 / Jeremy Schnittman / Brian P. Powell
参考
NASA Visualization Probes the Doubly Warped World of Binary Black Holes
https://svs.gsfc.nasa.gov/13831
Black Hole Accretion Disk Visualization
https://svs.gsfc.nasa.gov/13326
