Wenn ein Schwarzes Loch kein Licht aussendet, wie kann man dann ein Bild vom Schwarzen Loch selbst machen?

Das Bild zeigt die zentrale Region von M87, aufgenommen bei einer Wellenlänge, bei der das Gas „optisch dünn“ ist.

Der Ring aus hellem Licht befindet sich ziemlich genau dort, wo erwartet wird, dass die vom heißen Gas emittierte Synchrotronstrahlung von einem Schwarzen Loch mit der gleichen Masse, die zuvor aus der Bewegung von Sternen in der Nähe des Zentrums abgeleitet wurde, durch Gravitationslinsen getroffen wurde M87.

Es ist ein "Bild eines schwarzen Lochs", obwohl man nur sieht, wie es das Licht um es herum verzerrt.

Ihre Analogien sind dürftig. Es ist nicht so, als würde man jemanden in einem dunklen Raum fotografieren. Der Raum hier ist beleuchtet, und die Auswirkungen des Schwarzen Lochs auf dieses Licht sind anscheinend ziemlich deutlich zu sehen. Das ist übrigens die einzige Methode, mit der Sie jemanden in einem beleuchteten Raum sehen können, es sei denn, Sie haben Augen, die das von ihnen ausgestrahlte Licht im mittleren Infrarot wahrnehmen. Natürlich ist diese Option für ein Schwarzes Loch nicht verfügbar, da sie überhaupt kein Licht aussenden.

Ihre andere Analogie ist auch merkwürdig. Ein flüchtiger Blick zum Himmel zeigt, dass er voller Luftmoleküle ist. Deshalb ist es blau. Ihrer Sicht fehlt jedoch die Winkelauflösung, um einzelne Luftmoleküle zu sehen, sodass Sie sie nicht sehen könnten.

Hier reicht die Auflösung des „Teleskops“ gerade noch aus, um die wesentliche Struktur und Größe des Photonenrings zu erkennen.

Warum ist es schließlich kein Bild einer Akkretionsscheibe? Wie gesagt, es wird erwartet, dass die Scheibe optisch dünn und tatsächlich viel größer als die abgebildete Fläche ist. Es ist nicht zu erwarten, dass die Emission von der Scheibe etwas anderes als einen Schleier mit einer vagen zentralen Konzentration zeigt. Angesichts der räumlichen Auflösung des Bildes wurde tatsächlich ein scharfer, heller Ring gesehen.

Die Akkretionsscheibe um ein Schwarzes Loch sollte bei oder etwas jenseits der innersten stabilen Kreisbahn enden. Dies ist das 3-fache des Schwarzschild-Radius, aber Gravitationslinsen würden den Eindruck erwecken, dass es einen Innenradius vom 3,7-fachen des Schwarzschild-Radius hat. Der helle Ring hat einen Radius von 2,6 Schwarzschild-Radien; richtig für die Erklärung einer linsenförmigen Photonenkugel, falsch für die Innenwand der Akkretionsscheibe (es sei denn, das Schwarze Loch hat 70% der Masse, die zuvor aus Sternbewegungen bestimmt wurde).

Die Ausrichtung könnte für eine Erklärung der Akkretionsscheibe gerade noch in Ordnung sein. Wenn die Rotationsachse mit dem Strahl von M87 ausgerichtet ist, sollte die Scheibe etwa 17 Grad von der Vorderseite entfernt sein. Um jedoch die inneren Teile mit einer solchen Kreisform und wohldefinierten Struktur zu sehen, wäre eine geometrisch dünne und optisch dicke Scheibe erforderlich, das Gegenteil von dem, was aus den physikalischen Bedingungen im Plasma abgeleitet wird.

Um mehr Kontext zu sehen, hier ist eine breitere Ansicht von M87, aufgenommen von Chandra, und aus dem Blogbeitrag des Chandra-Teams :

Chandra wurde verwendet, um M87 und andere Ziele während der EHT-Kampagne zu beobachten. Während Chandra den Schatten selbst nicht sehen kann, ist sein Sichtfeld viel größer als das des EHT, sodass Chandra den Strahl hochenergetischer Teilchen, der von den intensiven Gravitations- und Magnetfeldern um das Schwarze Loch herum abgefeuert wird, in voller Länge sehen kann. Dieser Jet erstreckt sich mehr als 1.000 Lichtjahre vom Zentrum der Galaxie entfernt.

Betrachten Sie eine extrem transparente Linse. Wenn Sie das Objektiv fotografieren, nimmt die Kamera dort, wo das Objektiv abdeckt, das verzerrte Bild dessen auf, was sich hinter dem Objektiv befindet. Würden Sie sagen, das ist noch ein Foto des Objektivs? Ich würde Ja sagen.

Wenn Sie ein mit Vantablack beschichtetes Objekt fotografieren, ist die Lichtmenge, die von diesem Objekt in die Kamera eintritt, vernachlässigbar. Beim Runden könnten alle Pixel, die das Objekt bedecken, tatsächlich Null sein. Ist es immer noch ein Bild von diesem Objekt? Ich würde Ja sagen.

So wie ich es verstehe, ist dieser schwarze Fleck in der Mitte größer als der Ereignishorizont, aber das bedeutet nicht, dass das Schwarze Loch nicht so aussieht. Etwas zu sehen bedeutet wirklich zu sehen, wie dieses Ding beeinflusst hat, welches Licht aus seiner Richtung zu Ihnen kommt. Die meisten Dinge reflektieren Licht, aber diffuse Reflexion ist etwas ganz anderes als Spiegelreflexion. Einige Dinge lassen Licht durch, brechen es aber auf eine Weise, die Sie erkennen können. Einige Dinge saugen es auf, sodass Sie aus dieser Richtung kein Licht sehen. Solange es einen Kontrast zum Licht um es herum erzeugen kann, sagen wir, dass wir dieses Ding sehen.