Cincin apa yang baru saja muncul dalam ilustrasi lubang hitam?

Jika Anda akan melihat, waktu ruang mulai berubah bentuk di dekat lubang hitam, tetapi kemudian pada jarak yang cukup jauh dari permukaan lubang hitam, gambar di latar belakang menjadi sangat terdistorsi, tetapi kemudian ketika Anda melihat lebih dekat ke lubang hitam, distorsi mulai terlihat normal lagi hampir seperti tidak ada yang terjadi kecuali efek lensa mata ikan kecil.

Jika ruang-waktu terdistorsi dengan cara yang monoton ketika Anda mendekati permukaan lubang hitam, bagaimana cincin ultra-distorsi ini ada? Mengapa gambar tidak terlihat lebih terdistorsi di permukaan daripada di cincin itu?

Ini karena foton benar-benar berputar-putar di sekitar lubang hitam beberapa kali.

Jauh dari BH, gambar hanya sedikit terdistorsi. Ini adalah foton yang hanya sedikit menyimpang.

Ketika Anda semakin dekat, Anda melihat foton yang menyimpang semakin banyak. Pada titik tertentu, Anda akan melihat foton yang datang dari belakang Anda, berkeliling BH, dan memukul mata Anda. Akhirnya, cukup dekat dengan BH, Anda akan melihat foton yang melakukan putaran 360 derajat penuh. BH bertindak seperti kamera mata ikan.

Melihat semakin dekat ke disk, Anda mendapatkan foton yang melakukan 1,5 putaran, 2 putaran, 3 putaran, dan sebagainya.

Apa yang Anda lihat adalah gambar cincin konsentris, masing-masing berisi gambar lengkap segala sesuatu di sekitar BH tetapi dikompresi dalam sebuah cincin. Pada dasarnya ada tak terbatas gambar konsentris, tetapi Anda hanya melihat dengan jelas beberapa yang pertama.

https://imgur.com/VZnkFxP

Perlu dicatat bahwa disk hitam di tengah bukan horizon acara. Ini hanyalah sebuah wilayah di ruang di mana tidak ada cahaya yang datang dari yang bisa mencapai mata Anda. Cakrawala peristiwa aktual sekitar 2x lebih kecil. Anda bisa menganggapnya sebagai gambar cakrawala peristiwa "diperbesar" oleh distorsi ruangwaktu, tetapi analoginya tidak sempurna.

Lubang hitam, dalam banyak hal, seperti "lensa" yang sangat aneh.

Saya tahu Anda sudah menerima jawaban, tetapi saya ingin memberikan jawaban yang lebih teknis yang lebih ke fisika yang terlibat. Jika Anda benar-benar penasaran untuk membaca lebih lanjut, dan memiliki kecenderungan untuk matematika, saya sarankan Anda melihat Kuliah yang tak tertandingi tentang Gravitasi Lensing oleh Narayan dan Bartelmann . Ini akan menjadi dasar dari banyak jawaban saya dan, pada kenyataannya, adalah dasar dari banyak risalah kemudian tentang pelensaan gravitasi.

Pertama, saya ingin mengatakan bahwa deskripsi foton Florin yang mengelilingi lubang hitam dan menghasilkan beberapa cincin adalah ide yang benar dan benar-benar terjadi, tetapi saya tidak percaya itu berkaitan dengan pertanyaan Anda karena cincin itu tidak terlihat dalam gambar. kamu memposting

Sebaliknya, apa yang Anda lihat adalah efek dalam pelensaan gravitasi di mana gambar objek terdistorsi, diperbesar, dan digandakan. Apa yang terjadi, dalam istilah yang disederhanakan, adalah bahwa di dekat lubang hitam, metrik ruang-waktu setempat dibengkokkan (dengan kata lain lubang hitam memberikan gravitasi) karena singularitas masif dalam lubang hitam. Lengkungan ruang-waktu ini menyebabkan jalur cahaya, yang seharusnya bergerak sepanjang garis lurus, menjadi bengkok. Dimungkinkan, dengan beberapa asumsi dasar, untuk menghitung secara tepat bagaimana gambar sumber cahaya latar belakang terdistorsi.

Cincin utama dan terdefinisi dengan baik yang Anda lihat dikenal sebagai Cincin Einstein . Anda dapat melihat cincin ini dengan sangat baik pada gambar (simulasi) di bawah ini.

Dalam kasus sederhana dari lubang hitam tunggal yang tidak berputar, fisika cukup sederhana untuk benar-benar melakukan perhitungan secara langsung (walaupun dengan beberapa asumsi penyederhanaan, misalnya, perkiraan lensa tipis ). Seperti yang dijelaskan dalam Kuliah yang ditautkan di atas:

Sumber apa pun dicitrakan dua kali oleh lensa titik massa. Dua gambar berada di kedua sisi sumber, dengan satu gambar di dalam cincin Einstein dan yang lainnya di luar. Saat sumber menjauh dari lensa, salah satu gambar mendekati lensa dan menjadi sangat pingsan, sedangkan gambar lainnya mendekati dan semakin dekat ke posisi sumber yang sebenarnya dan cenderung ke arah pembesaran kesatuan.

Jadi, Anda dapat melihat bahwa Anda mendapatkan duplikat gambar dari objek latar belakang, yang dapat dengan jelas terlihat pada gambar di atas. Pada sekitar jam 7 di gambar Anda dapat melihat dua bintang (satu kemerahan, satu kebiru-biruan) yang berada di luar cincin Einstein, dan kemudian gambar kedua sekitar 1 jam yang ada di dalam cincin Einstein. Cincin Einstein itu sendiri adalah kasus khusus di mana objek tepat di atas cincin berada tepat di belakang lubang hitam (dari perspektif pengamat). Dalam kasus khusus ini, Anda tidak mendapatkan dua gambar lagi, tetapi Anda mendapatkan cincin cahaya. Saat benda mendekati cincin ini (dengan kata lain, saat mendekati langsung di belakang lubang hitam),

Itu sebabnya Anda melihat distorsi yang Anda gambarkan. Saat objek di belakang lubang hitam mendekati garis pandang Anda, tampak dua gambar, satu jauh di luar cincin Einstein dan satu (sangat kecil) gambar yang dekat dengan horizon peristiwa. Kemudian, ketika objek mendekati garis situs Anda, gambar-gambar itu mendekati cincin Einstein dari kedua sisi, di mana ia menjadi lebih terang dan lebih terdistorsi.

Gagasan yang disebutkan oleh Florin tentang foton yang berputar-putar itu benar, dan sebenarnya Anda sebenarnya melihat beberapa cincin Einstein, tetapi cincin lainnya sangat dekat dengan lubang hitam dan secara umum Anda tidak akan mengamatinya. Anda dapat melihat cincin Einstein lainnya sebagai cahaya di sekitar lubang hitam pada gambar di atas.