Астрофизики математически описали гравитационное линзирование

Астрофизики математически описали гравитационное линзирование

Вблизи черных дыр пространство настолько сложное, что даже лучи света могут искривляться вокруг них несколько раз. Этот феномен может позволить нам увидеть несколько версий одного и того же объекта. Теперь ученые смогли описать это явление математически.

interstellar.wiki/CC BY-NC License

У гравитационно линзированного изображения может появляться «двойник», если приближаться к черной дыре все сильнее и сильнее. Теперь астрофизик описал это явление математически и показал, как можно уменьшить такое расстояние

Само пространство и даже время ведут себя странно вблизи черных дыр. Вблизи этих объектов пространство искривляется настолько, что световые лучи отклоняются от своего прямолинейного курса, а совсем рядом с горизонтом событий путь фотонов может изменяться настолько, что они несколько раз обходят черную дыру. Следовательно, если нам повезет при наблюдении далекой фоновой галактики или какого-либо другого небесного тела, то мы сможем увидеть одну и ту же галактику несколько раз, хоть и в довольно искаженном виде.

Чем ближе к краю черной дыры мы смотрим, тем больше версий одного и того же небесного объекта видим. Исследователи уже давно показали, что каждое новое «изображение-двойник» появляется при уменьшении расстояния до черной дыры примерно в 500 раз. Но до сих пор ученые не знали, почему это расстояние убывает именно по такому закону.

Используя современный математический аппарат, студент магистратуры Института Нильса Бора Альберт Снеппен смог описать возникновение «двойников» гравитационно линзированных объектов. Полученные ученым математические выражения приоткрывают завесу тайны над коэффициентом 500, определяющим уменьшение расстояния до черной дыры для добавления нового изображения. Оказывается, он напрямую вытекает из законов гравитации и принципов работы черных дыр.

Интересно, что методика, примененная астрофизиком, позволяет описать подобное явление не только в случае обычных черных дыр, но и в случае вращающихся объектов такого рода. Оказалось, что при вращении черной дыры, «коэффициент 500» может уменьшаться — для появления нового «двойника» может быть достаточно уменьшить расстояние в 50, 5 или даже всего в 2 раза.

Статья опубликована в журнале Scientific Reports.