Гравитационное линзирование вращающихся черных дыр в астрофизике и в фильме "Интерстеллар"
Фильм "Интерстеллар" стал первым голливудским фильмом, попытавшимся показать черную дыру так, как ее видел бы находящийся рядом наблюдатель. Для этого мы разработали код DNGR (Double Negative Gravitational Renderer), который решает уравнения распространения пучков лучей (световых пучков) 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 качества 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 отображения источников света на изображения 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 от нее, как в большинстве предыдущих исследований. (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".
История публикации: Отправлено 12 фев 2015 г. (v1), последняя редакция 16 фев 2015 г. (v2)
Текущий контекст просмотра: gr-qc