Физики: каждый кадр черной дыры — машина времени
AI Изображение создано с помощью ИИ и носит иллюстративный характер
Фотография обычно фиксирует один момент, но у черных дыр это правило не работает: сильное искривление пространства-времени заставляет свет из разных моментов попадать в один кадр. Об этом сообщает портал Science XXI.
Физики Даниэль Рохас-Патернина из Национального университета Колумбии и Алехандро Карденас-Авенданьо из Университета Уэйк-Форест изучили, когда эту разницу нужно учитывать. Их работа принята к публикации в журнале Physical Review D. Исследователи моделировали изображения вещества, окружающего черные дыры, и получили снимки двух сверхмассивных объектов — M87* и Sagittarius A* в центре Млечного Пути. На них видна темная область, окруженная светящимся кольцом горячего газа аккреционного диска.
В традиционной модели «быстрого света» изображение считают как единый снимок состояния газа, игнорируя разницу во времени прихода фотонов. Более точная модель «медленного света» сохраняет эти задержки, но требует огромных вычислительных ресурсов. Разница становится важной, когда газ возле черной дыры быстро меняется, вспыхивает и образует вихри.
Авторы предложили промежуточный подход — «бодрый свет». Он сохраняет главную структуру временных задержек, но требует меньше вычислений, чем полный расчет. По оценке исследователей, в ряде случаев результат близок к более точной модели.
Существующие изображения M87* и Sagittarius A* пересматривать не потребуется: для условий наблюдений Телескопа горизонта событий модель «быстрого света» остается применимой. Но будущие обсерватории смогут изучать тонкие структуры, включая фотонные кольца, где время прихода света становится частью сигнала. Тогда один кадр будет объединять излучение, возникшее в разные моменты.
