大图：模拟黑洞碰撞撕裂银河系 [动画]

黑洞不仅仅是超大质量的坍缩恒星，它们仅靠引力波的力量就能捕获光线。它们也是很难建模的物体——尤其是当它们与其他黑洞相互作用时。最近一项研究的这张图片很好地展现了两个黑洞在接近相撞时的样子。图片中只有两个天体，但它们的质量使周围的星光以奇怪的方式弯曲，给人留下了几个球体的印象。

在小行星、彗星和行星的世界里，碰撞遵循相当经典的物理模型——艾萨克·牛顿开创的一套规则，用于描述宇宙中物体加速、减速、相互拉扯和其他行为的方式。该系统对于模拟着陆器接近彗星或小行星撞击地球等情况仍然相当准确。但爱因斯坦表明，牛顿物理学充其量只是宇宙超大规模力学的粗略近似。

黑洞会弯曲时空，在宇宙结构中产生涟漪。当两个黑洞靠近时，它们会以相当高的光速相互靠近，从而将时空扭曲成碎片。这种效果看起来有点像你在摇晃的哈哈镜上反射星空时所看到的景象。物理学家马修·杜兹告诉《大众科学》 ，每当科学家试图模拟它时，“他们的方程式就会被推翻。”

模拟极端时空 (SXS) 项目的研究员杜兹表示，几十年来，科学家对宇宙的最佳理解在模拟黑洞合并时都无法奏效。他们需要“演化”爱因斯坦控制时空扭曲的场方程。

随着时间的推移，模​​型逐渐完善，直到 SXS 团队能够模拟双黑洞撞击在肉眼下的样子。他们在模拟中将两个假想的黑洞置于银河系前方。然后，他们跟踪每条光线穿过系统的过程，从而生成该过程的分步图像。如果您观看下面的动画，您会看到光点出现、消失，并且似乎在四处移动。事实上，恒星保持静止——但从它们发出的光会围绕黑洞扭曲、分裂和旋转。由此产生的圆形星团被称为“爱因斯坦环”。