Свет от черной дыры может попадать в один кадр в разное время. Из-за значительного искривления пространства-времени каждый снимок способен объединять моменты, разделенные интервалами, объясняют физики. Об этом сообщает портал Togliatti24.
Даниэль Рохас-Патернина из Национального университета Колумбии и Алехандро Карденас-Авенданьо из Университета Уэйк-Форест выяснили, когда подобные задержки становятся важны. Их работа принята к публикации в Physical Review D и посвящена моделированию изображений вещества вокруг черных дыр.
Ученые получили снимки двух сверхмассивных черных дыр — M87* и Sagittarius A* в центре Млечного Пути. На них видна темная зона, окруженная светящимся кольцом раскаленного газа аккреционного диска. Саму черную дыру камеры не фиксируют: свет из ее области наружу не выходит.
Традиционная модель «быстрого света» считает картинку единым снимком состояния газа, без учета разницы во времени прихода фотонов. Более точная модель «медленного света» сохраняет эти задержки, но требует значительно больше вычислительных ресурсов. Различие становится важным, если газ вблизи черной дыры быстро вспыхивает, меняется или образует вихри.
Авторы предложили промежуточный подход «бодрый свет». Он сохраняет основную структуру временных задержек, но требует меньше вычислений, чем полная модель. По оценкам исследователей, в ряде случаев результаты близки к более точной модели.
Существующие изображения M87* и Sagittarius A* пересматривать не нужно: для наблюдений Телескопа горизонта событий модель «быстрого света» остается применимой. Будущие обсерватории смогут изучать тонкие детали, включая фотонные кольца, где время прихода света становится частью сигнала. В таких наблюдениях один кадр объединит излучение, возникшее в разные моменты.