黑洞延时短片首公布，这部短片是怎么制作的？

1. 黑洞延时短片首公布，这部短片是怎么制作的？

  这个宇宙的奇妙之处就在于它的未知，我是一个喜欢天文的人，但没有进行过相关研究，只是微微了了的涉汲了一点点，我还记得第一次看关于天文的书时，我爸一拍大腿跟我说：“你知道吗？距离地球4.2光年处有一个冰冻的星球”说完后他抬头又不可思议的说：“也就是以光速行走4年多才到那里，科技真发达，这要是人硬走过去，不得好几辈子啊！”然后从我爸对我说起这个事以后，我就特别喜欢天文，我还特地买了一个太阳系模拟器。 
 关于这次对黑洞的拍摄  其实是依靠黑洞的吸积盘成像，拍摄到的并不是黑洞本身，是存覆在黑洞外围的积吸盘辐射。但这是人类第一次以成像的形式观察到黑洞的动态。黑洞是宇宙中较神秘和奇特的存在，非常强引力源时空扭曲者，连宇宙中跑得最快的光都可以被其超强的引力拉住。他容量巨大，其性贪婪，不顾一切的吞噬着出现在其周围的一切。那么它是怎么出现的呢？是宇宙里存在很多质量很大的天体，因为内部存在强大的引力，斗转星移时间一久就自行塌缩成一种密度极大但体积很小的天体，不管任何存在的东西只要靠近它，就会被其吞噬消失。
 近年来关于黑洞的传闻很多，有人说它是以穿越时空的方式存在的，就像一个捉摸不定宇宙隧道，可以去到另一个新的宇宙，就像发现新大陆那样；还有人说他是通往另一个平行宇宙的，另一个宇宙同样存在着这个世界有的一切，所有的一切就像镜像一样出现在那里；更有甚者认为黑洞可以穿越时间，去到未来或者过去，就像一台天然而成的时光机。但种种的一切都是人们茶余饭后幻想出来的，我们的科技水平不会止于目前，随着时间与进步，我们终会对它探个究竟。
人的目光是很远的，但是放在宇宙里，这个目光的长度可以忽略不计，我们是一群生活在宇宙里却看不清宇宙的人，就像蚂蚁生活在山丘上去对山视而不见。

2. 黑洞延时短片首公布，肉眼可以看到什么？

近日，黑洞延时短片首公布，肉眼可看，橙红色圆环最亮的地方会不断变换。
2019年，科学家公布了世界上第1张黑洞M87照片，那个漆黑背景下的橙红色圆环吸引了不少人的目光。如今科学家更近一步，推出了黑洞的延时摄影动图。
他们整理了从2009年开始的黑洞拍摄数据。由于早期可用望远镜较少，拍到的图片也缺乏。科学家们不得不依靠2017年的数据填补了一些缺口。
由于黑洞周围存在复杂的动力学过程，黑洞吸积盘中的物质会高速旋转，并在多普勒效应之下在观察者的视野中产生亮度差异，于是人们可以看到，这个橙红色圆环最亮的地方会不断变换。

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黑洞的产生过程
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间。
但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
参考资料来源：百度百科—黑洞

3. 媒体首次公布黑洞延时短片，短片中都传递了哪些信息？

       由于黑洞周围存在复杂的动力学过程，黑洞吸积盘中的物质会高速旋转，并在 多普勒效应下在观察者的视野中产生亮度差异，于是人们可以看到，这个橙红色圆环最亮的地方会不断变换。 

       9月25日讯，据有关媒体报道，如今科学家更进一步，推出了黑洞的延时摄影动图。
　　他们整理了从2009年开始的黑洞拍摄数据。由于早期可用望远镜较少，拍到的图片也缺乏。科学家们不得不依靠2017年的数据填补了一些缺口。
　　2019年，史上第一张黑洞照片被公布。而根据《天体物理学杂志》中的新研究表明，专家构建了一种新的数学模型，并利用早期几次收集了黑洞的分辨率较低的数据重建了它于2009年~2017年之间的演变过程，构建出这一段展示黑洞动态过程的短片。

       资料显示，黑洞是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。黑洞是宇宙空间内存在的一种密度无限大、体积无限小的天体，所有的物理定理遇到黑洞都会失效；它是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后，发生引力坍缩产生的。 
       1916年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦场方程的一个真空解，这个解表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象，即存在一个界面——“视界”，一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱。这个定值称作史瓦西半径，这种“不可思议的天体”被美国物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒命名为“黑洞”。 

4. 媒体首次公布黑洞延时短片，短片中都传递了哪些信息？

黑洞延时短片传递那些信息？主要传递的信息是黑洞周围存在复杂动力学过程，同时因为这个短片，科学家可以构建一个全新的黑洞运行模型。
黑洞延时短片公布后，很多人发现黑洞周围的橙红色圈中最亮地方会不断的变换位置，好比有一个恒星在围绕着黑洞转圈圈，这些说明这个橙红色的圈圈并不是固定不变的，因为这个橙红色圈圈存在复杂的运行过程。
黑洞存在于宇宙间的一种天体，引力特别强大，光也无法逃脱，所以黑洞里面是完全看不见，也就是视界之内完全封闭。只有视界之外才能被观察到，所以发现黑洞很难，需要找到黑洞附近天体运行情况，还有确定黑洞吸积盘情况。
这次科学家对黑洞吸积盘的观察长达近十年，然后通过数据处理才做出了黑洞延时短片，从中发现了黑洞吸积盘同样会不断变化，这种变化不是固定的，比如太阳周围有行星围绕运行，这些行星运行是比较固定和平衡的，而黑洞周围的吸积盘运行却不这样，内部的橙色亮处会不断变化，从吸积盘这个地方转移到别的地方，这种情况出现，好比这个橙色亮处有自己的运行轨迹，当然这里面有什么，可能有无数个恒星堆积在一起，受到黑洞引力影响，也受到来自于恒星之间的相互影响。
延时短片公布，说明什么，最直接的说明就是黑洞吸积盘不稳定，活跃程度很高，这种情况堪比星系碰撞。
黑洞是宇宙中可怕的天体，它会吞噬周围的一切物质，光也不能逃离，同时周围的时空也会发生变化，时间概念在黑洞中已经没有意义，里面所有的一切都不能用物理学来考量，这种可怕的天体和宇宙如何起源之谜一样让人联想。

5. 黑洞延时短片首公布？

是的，2019年，科学家公布了世界上第1张黑洞M87照片，那个漆黑背景下的橙红色圆环吸引了不少人的目光。如今科学家更近一步，推出了黑洞的延时摄影动图。
他们整理了从2009年开始的黑洞拍摄数据。由于早期可用望远镜较少，拍到的图片也缺乏。科学家们不得不依靠2017年的数据填补了一些缺口。
由于黑洞周围存在复杂的动力学过程，黑洞吸积盘中的物质会高速旋转，并在多普勒效应之下在观察者的视野中产生亮度差异，于是人们可以看到，这个橙红色圆环最亮的地方会不断变换。

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人类对黑洞的探索：
首张黑洞照片，是对人类好奇心和探索欲的褒奖和回馈。与生俱来的好奇心不断催生着人类的探索事业。
从100多年前黑洞预测的提出到50年前“黑洞”一词的流传，从100年前两支科学探险队前往非洲海岸和巴西，通过1919年的日食观测光是否会因太阳引力而弯曲，到如今“事件视界望远镜”项目派遣团队前往世界上最高和最偏僻的射电观测台站，去再一次检验对引力的理解，对黑洞的寻找是一场跨越百年的好奇心之旅。
将照片“洗”出来，让所有人都看见黑洞，不仅能让人们欣赏到自然之美，打开对宇宙的新视角，同时也将进一步拨动探索的心弦、激起好奇心涟漪，形成穿越时空的力量。
参考资料来源：前瞻网-黑洞延时短片首次公布：原来黑洞在不断转圈圈

6. 首个黑洞延时短片发布，该怎么理解里面的黑洞动图影像？

视界面望远镜（Event Horizon Telescope,简称EHT，下同）合作组织发布了一组视频，网上很多媒体转发了视频或动图，声称是首个黑洞延时短片。我最早从网上看到的是下面这个动态图：

很明显这是人类拍摄到的首个黑洞——M87星系中心黑洞。当时的第一感觉就是：什么鬼？M87星系中心黑洞怎么可能是这样的……
不过昨天实在抽不出时间去了解这件事，在网上都是转发这个视频的，很难找到解读这个视频的。今天我抽空找了关于这个黑洞延时视频相关的论文资料，9月23日发表于美国天文学会旗下的《天体物理学》杂志上名为《视界面望远镜检测到的M87中心黑洞在2009年-2017年的形态》的文章看了一下。对于我这种英语渣，啃论文实在吃力，有些地方理解不透彻甚至理解错误的敬请见谅……

其实要说这是首个黑洞延时视频我是有点怀疑的，因为其实在2017年4月拍摄，2019年发布的人类首张黑洞照片时就有多张不同时间拍摄的不同样子的黑洞实拍图片，每年四月份，两个黑洞（M87星系中心黑洞和银河系中心黑洞）都有10天左右的观测窗口期，而根据当时发布会说的它的吸积盘大约两天就绕黑洞旋转一周（我们当时还专门发文讨论它是否超光速了……），这样10天观察期差不多可以看到它转4-5圈了。

而在当时发布的黑洞图片里，其实就已经有不同时间的黑洞图片，如下图就是当时的论文里附带的图片，包含了2017年4月5、6、10、11日四天的黑洞图片。图片上已经能明显看出每天盘状结构都不一样。

而视界面望远镜记录的数据是连续的，并不是一天只拍到一张，所以其实要做视频，当时就能做了，不过我不记得当时有没有看到过实拍图制作的视频，印象中好像有……
无论如何，根据当时拍摄的图片，已经可以确定，那个明亮的吸积盘是在变化中的。我们知道，这个吸积盘是在变化的，5日跟11日的明亮部分明显不同，5日是，有一个亮区跑到左边去了，所以可以确定，吸积盘本身的亮度是不均匀的。那么上面那个动图正常吗？不正常！
在实拍的黑洞图片里，吸积盘的绕转平面并不是垂直于我们的，而是存在一定的夹角，印象中好像是大约17°。正因这一点点的倾斜角度，导致它在绕转过程中会发生多普勒效应，向靠近我们方向转的一侧吸积盘要比远离我们方向转的吸积盘要更明亮一些。我们看到的黑洞照片什么暗下面亮就是这个原因引起的。

所以我的猜测是第一张图是按照吸积盘完全垂直于我们制作的，也就是自转轴指向我们时我们所看到的样子。这个图里并不反映多普勒效应产生的亮度变化，而仅仅反映吸积盘本身的亮度变化。
那么就没有实拍的视角的视频吗？当然有，就是我看到的第二个动图：
（由于问答系统不支持动图，所以两个动图都使用了截图）
这个动图就是按照实拍的角度制作的黑洞吸积盘亮度变化的延时视频，动图后面那条灰色的指针指向的是吸积盘最亮的部分，它有时是 指向上方，但大部分时间，它都指向下方，表明多普勒效应对吸积盘亮度的影响还是占绝对优势。下面我们来解读一下这个视频。
这个视频是根据视界面望远镜阵列的前身，超长基线干涉望远镜在相同时间周期内拍摄的影像模拟的。不过由于当时的超长基线的长度有限，并不足以对黑洞吸积盘中间的阴影部分成像，因此论文作者团队只能根据其光学变化用几何方法对其还原。

首先给定了黑洞的自转轴方向，作者假设其等于黑洞喷流方向，而吸积盘盘面是与黑洞喷流垂直的，因此黑洞吸积盘完全垂直于黑洞自转轴。而M87中心黑洞的吸积盘是逆时针旋转的，因此就可以得到下图：

箭头方向是自转轴方向即喷流方向，右边箭头是指向我们的喷流方向，因此其下方就是转向我们的吸积盘，比较明亮，其上方则为远离我们的吸积盘，比较暗淡。蓝色虚线指向的是理论上由于多普勒效应而最明亮的部分（速度最快的部分）。
但实际上由于吸积盘本身亮度的不均匀性，望远镜记录到下面的画面：

大家看后面两列吧，即MODEL1和MODEL2，前面两列我没看懂……
MODEL1是4月6日的，MODEL2是4月11日的，跟前面那个图一样，蓝色虚线是指向理论上最亮的方向，而灰色线则指向实际拍摄到最亮的方向，从图中可以看到，两者全都不一样，特别是2012年4月6日，最亮部分跑到后面去了，也就是跑到原理我们的方向去了……

现在已经很难判断当时发生了什么事，是不是有颗恒星被吸进了吸积盘？只有平常的亮度变化，一般认为可能是吸积盘上超强的磁场扰动吸积盘上的等离子体引起密度变化并产生耀斑引起的。
总的来说，这个黑洞延时视频是通过数据模拟了多年来M87中心黑洞吸积盘的变化情况，并非反映平时黑洞的旋转情况，用“黑洞延时短片”这个名称好像不太合适。

7. 科学家拍摄黑洞延时短片，都遇到过哪些困难？

黑洞是现代广义相对论中，存在于宇宙空间中的一种天体。黑洞的引力极其强大，使得视界内的逃逸速度大于光速。故而，“黑洞是时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体”。
黑洞是一种宇宙中的物理现象，就宇宙来讲，只要是靠近黑洞的物质，包括光以及任何形式的能量波，都会因为黑洞巨大的引力而无所遁形，就算是光，也无法逃掉黑洞的引力。
黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响。借由物体被吸入之前的因黑洞引力带来的加速度导致的摩擦而放出x射线和γ射线的边缘讯息，可以获取黑洞存在的讯息。推测出黑洞的存在也可借由间接观测恒星或星际云气团绕行轨迹，还可以取得位置以及质量。
    北京时间2019年.4月.10日.21时，人类首张黑洞照片面世，该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心，距离地球5500万光年，质量约为太阳的65亿倍。它的核心区域存在一个阴影，周围环绕一个新月状光环。爱因斯坦广义相对论被证明在极端条件下仍然成立。
然而，创造出第一个黑洞的图像是很棘手的。黑洞占据了一小片天空，从地球上看，它显得非常微弱。成像M87黑洞的项目需要全球各地的天文台协同工作，就像一个虚拟的地球大小的无线电天线，其视觉比任何一个单独的天文台都要敏锐。
吴庆文是华中科技大学物理学院的一名教授。2016年，他加入了“事件界面望远镜”项目，和来自全球的200多名科学家一起，计划为黑洞拍一张照片。从理论分析、实际观测到数据处理，他们分成数十个小组，花了三年多的时间，把黑洞的样子展现在了世人眼前，也终于证实了黑洞的存在。
黑洞拍摄参与者吴庆文曾说因为黑洞里的时空是弯曲的，是完全扭曲的，我们看到的这个黑洞，看上去它是那样，但和它真实的样子并不相同，那些光子是在弯曲的时空里走的，我们要把弯曲时空里边的一些东西算出来，这是有一点难度的。当然技术难度挑战非常的大，因为大气里的云一直在抖动，所以望远镜的分辨率再高，也会被云给扭曲掉，就让人看不清。后来发展出了一种技术：打一束激光上去，可以快速算出来云怎么动，再让后端的望远镜跟着再做改正。这样，云的抖动就去掉了，去掉之后就可以让黑洞附近的恒星的位置定得非常准。
黑洞拍摄之艰难由此可见，感谢所有参与者的努力奉献。

8. 超级黑洞的短片

 导演: Philip Sansom/ Olly Williams编剧: Philip Sansom/ Olly Williams主演: Napoleon Ryan类型:短片/ 剧情制片国家/地区:英国语言:英语上映日期:2008片长:UK: 3 分钟(edited version) 空空荡荡的写字楼内，几乎所有的人都已下班，享受属于自己的快乐夜晚，只有身心俱疲的小职员查理（Napoleon Ryan 饰）还在站在复印机前，辛辛苦苦地影印材料。在这种几近崩溃的疲劳时刻，也许咖啡是唯一能令他稍感振奋的东西。突然，一件奇怪的事情毫无征兆地发生了。一张A4纸出来，上面没有任何所需的资料，只印了一个实心黑球。查理不以为意，将这张废纸放到一边，当他放置咖啡杯时，杯子竟然掉进了A4纸的黑洞里。这奇怪的黑洞引起了查理的注意，他尝试将纸挂在自动贩卖机上，结果成功地伸进黑洞拿到了里面的饮料。这时，一个邪恶的念头闪过脑海……