一组新的方程可以精确地描述宇宙在扭曲的光线中的反射。。
根据丹麦尼尔斯·玻尔研究所的物理学生阿尔伯特·斯内彭提出的数学解决方案，每次反射的接近程度取决于相对于黑洞的观察角度以及黑洞的旋转速率。
这确实很酷，但事实并非如此只是真的很酷。它还可能为我们提供一种新工具来探测这些极端物体周围的重力环境。
“现在理解为什么这些图像以如此优雅的方式重复出现，有一种奇妙的美丽，”斯内彭说。 “最重要的是，它提供了新的机会来测试我们对重力和”。
如果说黑洞因一件事而闻名，那就是它们的极端引力。具体来说，超过一定的半径，宇宙中可达到的最快速度，即真空中的光速，不足以达到逃逸速度。
那个不归路点就是事件视界——由所谓的史瓦西半径——这就是为什么我们说连光也无法逃离黑洞的引力。
然而，就在黑洞事件视界之外，环境也是如此。引力场如此强大，以至于时空曲率几乎是圆形的。
任何进入这个空间的光子自然都必须遵循这个曲率。这意味着，从我们的角度来看，光的路径似乎是扭曲的。
在这个空间的最内边缘，就在事件视界之外，我们可以看到所谓的光子环，光子在黑洞周围的轨道上运行多次，然后落入黑洞或逃逸到太空中。
这意味着来自黑洞后面遥远物体的光可以被放大、扭曲和“反射”数倍。我们将其称为引力透镜；这种效果也可以在其他情况下看到，并且是研究宇宙的有用工具。
我们已经知道这种效应有一段时间了，科学家们发现，你越靠近黑洞，你看到的远处物体的反射就越多。
为了从一张图像转到下一张图像，您需要靠近黑洞的光学边缘大约 500 倍，或者两个 pi 的指数函数（e2 p），但为什么会出现这种情况很难用数学来描述。
斯内彭的方法是重新制定光轨迹，并使用以下方法量化其线性稳定性：二阶微分方程。他发现他的解决方案不仅在数学上描述了为什么图像以e2 p，但它可以适用于旋转的黑洞 - 并且重复距离取决于自旋。
“事实证明，当它旋转得非常快时，你不再需要以 500 倍的距离靠近黑洞，而是要少得多，”斯内彭说。 “事实上，现在每张图像距离黑洞边缘只有 50 或 5，甚至只有 2 倍的距离。”
在实践中，这将很难观察到，至少在短期内是这样——只要看看未解决的成像方面的大量工作即可。超大质量黑洞 Pōwehi 周围的光环 (M87*）。
然而从理论上讲，黑洞周围应该有无限的光环。由于我们已经对超大质量黑洞的阴影进行了成像一次，因此希望我们能够获得更好的图像只是时间问题，而且已经有光子环成像计划。
有一天，靠近黑洞的无限图像不仅可以成为研究黑洞时空物理学的工具，还可以成为研究黑洞背后的物体的工具——在轨道上永久地无限反射。
该研究发表于科学报告。
