Гравитационное линзирование вращающимися черными дырами в астрофизике и в фильме "Интерстеллар"
"Интерстеллар" стал первым голливудским фильмом, попытавшимся показать черную дыру так, как она видна вблизи. Для этого мы разработали код под названием DNGR (Double Negative Gravitational Renderer), который решает уравнения для распространения пучков лучей (световых лучей) через искривленное пространство-время вращающейся (Керровской) черной дыры и генерирует изображения высокого качества IMAX с быстрыми изменениями. Наши методы пучков лучей были важны для достижения гладкости изображений IMAX без мерцания.
Эта статья преследует четыре цели: (i) Описать DNGR для физиков и специалистов по компьютерной графике. (ii) Представить уравнения, которые мы используем, когда камера находится в произвольном движении в произвольной точке вблизи Керровской черной дыры, для сопоставления источников света с изображениями камеры через эллиптические пучки лучей. (iii) Описать новые идеи, полученные с помощью DNGR, о гравитационном линзировании, когда камера находится вблизи вращающейся черной дыры, а не далеко, как в почти всех предыдущих исследованиях. (iv) Описать, как были сгенерированы изображения черной дыры Гаргантуа и ее аккреционного диска в фильме "Интерстеллар" с помощью DNGR.
В разделе об аккреционном диске нет новых астрофизических открытий, но новички в этой области могут найти его полезным для обучения, а поклонники кино могут заинтересоваться обсуждением "Интерстеллара".