블랙홀 일러스트에만 나타나는 반지는 무엇입니까?
답변:
이것은 실제로 블랙홀 주변의 원 안에 여러 번 광자가 있기 때문입니다.
BH에서 멀리 떨어져 있으면 이미지가 약간 왜곡됩니다. 이것들은 약간 벗어난 광자입니다.
가까이 다가 가면서 점점 더 많은 광자를보고 있습니다. 어느 시점에서 뒤에서 나온 광자가 BH를 돌아 다니며 눈을 see습니다. 결국 BH에 충분히 가까워지면 360도 회전 한 광자가 나타납니다. BH는 어안 카메라처럼 작동합니다.
디스크에 더 가까이 다가 가면 1.5 턴, 2 턴, 3 턴 등의 광자가 나타납니다.
당신이 보는 것은 동심원 링 이미지이며, 각각의 이미지는 BH 주변의 모든 것의 전체 그림을 포함하지만 링으로 압축됩니다. 본질적으로 무한대 동심원 이미지가 있지만 처음 몇 개만 명확하게 볼 수 있습니다.
중간에있는 검은 색 디스크는 이벤트의 지평선이 아닙니다. 그것은 단순히 눈에 도달 할 수있는 빛이없는 공간의 영역입니다. 실제 이벤트 기간은 약 2 배 작습니다. 시공간 왜곡에 의해 "확대 된"이벤트 지평선의 이미지로 생각할 수 있지만, 그 비유는 완벽하지 않습니다.
블랙홀은 여러면에서 매우 이상한 "렌즈"와 같습니다.
이미 답변을 수락했지만 관련 물리학에 대해 더 많은 기술적 답변을 제공하고자합니다. 더 자세한 내용이 궁금하고 수학에 대한 성향이 있다면 Narayan과 Bartelmann 의 비교할 수없는 중력 렌즈 강의를 살펴 보십시오 . 이것은 내 대답의 많은 기초가 될 것이며 실제로 중력 렌즈에 대한 많은 후기 논문의 기초입니다.
우선, 블랙홀을 돌고 여러 개의 고리를 생성하는 플로린의 광자에 대한 설명은 올바른 생각이며 실제로 발생하지만 그 고리가 이미지에 보이지 않기 때문에 귀하의 질문과 관련이 있다고 생각하지 않습니다. 당신은 게시했습니다.
대신에, 당신이보고있는 것은 물체의 이미지가 왜곡, 확대 및 복제되는 중력 렌즈 효과입니다. 단순화 된 용어로 발생하는 것은 블랙홀 근처에서 블랙홀의 거대한 특이성으로 인해 로컬 시공간 메트릭이 왜곡됩니다 (즉, 블랙홀이 중력을 가함). 시공간의 이러한 뒤틀림은 직선을 따라 이동하는 빛의 경로가 구부러지게한다. 몇 가지 기본 가정을 통해 배경 광원의 이미지가 왜곡되는 방식을 정확하게 계산할 수 있습니다.
당신이 보는 주 및 잘 정의 된 반지는 아인슈타인 반지 로 알려져 있습니다. 아래의 (시뮬레이션 된) 이미지에서이 링이 실제로 잘 보입니다.
회전하지 않는 단일 블랙홀의 간단한 경우 물리학은 실제로 계산을 간단하게 수행 할 수있을 정도로 간단합니다 ( 얇은 렌즈 근사 와 같은 몇 가지 단순화 된 가정에도 불구하고 ). 위에 링크 된 강의에 설명 된대로 :
모든 소스는 포인트 매스 렌즈로 두 번 이미지됩니다. 두 이미지는 소스의 한쪽에 있으며 하나의 이미지는 아인슈타인 링 내부에 있고 다른 이미지는 외부에 있습니다. 소스가 렌즈에서 멀어짐에 따라 이미지 중 하나가 렌즈에 접근하여 매우 희미 해지며, 다른 이미지는 소스의 실제 위치에 가까워지고 근접하여 확대의 경향이 있습니다.
따라서 위의 이미지에서 명확하게 볼 수있는 배경 객체의 이미지가 중복 된 것을 볼 수 있습니다. 이미지에서 약 7시에는 아인슈타인 반지 바깥에있는 두 개의 별 (붉은 색, 하나는 푸른 빛), 그리고 아인슈타인 고리 안에있는 약 1시에는 두 번째 이미지가 있습니다. 아인슈타인 링 자체는 링에있는 물체가 블랙홀 바로 뒤에있는 특수한 경우입니다 (관찰자의 관점에서). 이 특별한 경우에, 당신은 더 이상 두 개의 이미지를 얻지 않고 오히려 빛의 고리를 얻습니다. 물체가이 고리에 접근하면 (즉, 블랙홀 바로 뒤에 접근함에 따라)
그것이 당신이 묘사 한 왜곡을 보는 이유입니다. 블랙홀 뒤에있는 물체가 시야에 접근하면 하나의 이미지가 아인슈타인 고리 바깥쪽에 있고 하나의 이미지가 이벤트 수평선에 가깝습니다. 그런 다음 물체가 현장 라인에 접근함에 따라 물체의 이미지가 양쪽에서 아인슈타인 링에 접근하여 밝고 왜곡됩니다.
플로린이 광자 순환에 대해 언급 한 아이디어는 사실이며 실제로 실제로 여러 개의 아인슈타인 고리를 볼 수 있지만 다른 고리는 블랙홀에 매우 가깝고 일반적으로 관찰하지 않습니다. 위의 이미지에서 블랙홀 주위의 다른 아인슈타인 고리가 약간 빛납니다.