Wie man das Bild des Schwarzen Lochs versteht

Wir haben gerade das erste Bild eines Schwarzen Lochs gesehen – jenes supermassereichen Schwarzen Lochs in der Galaxie M87, dessen Masse 6,5 Milliarden Mal größer ist als die unserer Sonne. Aber was zeigt uns dieses Bild wirklich?

Ein faszinierender Artikel dazu stammt von J.P. Luminet:
*Bild eines kugelförmigen Schwarzen Lochs mit dünner Akkretionsscheibe*
Astronomy and Astrophysics, Band 75, Nr. 1-2, Mai 1979, Seiten 228–235

Mit meiner Alltagsintuition fragte ich mich: Würden wir die ‚Schattenseite‘ des Schwarzen Lochs sehen, wenn wir es von der Kante der Akkretionsscheibe aus betrachten? Die Antwort lautet ja, weil das Schwarze Loch Raum und Zeit krümmt. Selbst wenn wir normalerweise die Rückseite der Akkretionsscheibe nicht sehen könnten, ist das hier anders – ihr Licht wird um das Schwarze Loch herumgebogen, sodass es über den Rand sichtbar wird. Ähnlich können wir Licht von der Unterseite der Rückseite der Akkretionsscheibe sehen, weil es unter dem Schwarzen Loch hindurchgebogen wird. Zudem entstehen zusätzliche Bilder durch Licht, das eine halbe Runde um das Schwarze Loch legt, was zu den inneren Ringen führt.

Und der ‚Schatten‘ des Schwarzen Lochs selbst? Anfangs dachte ich, es könne kein Bild des Ereignishorizonts sein, weil er viel größer ist (2,6-mal größer). Doch wenn man die Lichtstrahlen zurückverfolgt, stellt sich heraus, dass zu jedem Punkt im Schatten ein Strahl gehört, der auf den Ereignishorizont zurückzuführen ist. Tatsächlich sehen wir von unserer Beobachtungsposition aus gleichzeitig alle Seiten des Ereignishorizonts! Und zwar unendlich viele dieser Bilder, bedingt durch die praktisch unendliche Anzahl an Umlaufbahnen, die ein Photon um das Schwarze Loch nehmen kann, bevor es…