Hoe je de afbeelding van het zwarte gat begrijpt

We hebben net het eerste beeld van een zwart gat gezien: het superzware zwarte gat in het sterrenstelsel M87, met een massa die 6,5 miljard keer groter is dan die van onze zon. Maar wat zien we nu eigenlijk op die foto?

Een fascinerend artikel over dit onderwerp is geschreven door J.P. Luminet:
*Afbeelding van een sfeerachtig zwart gat met een dunne accretieschijf*
Astronomy and Astrophysics, volume 75, nummer 1-2, mei 1979, pagina’s 228-235

Met mijn alledaagse intuïtie vroeg ik me af: zien we de ‘schaduw’ van het zwarte gat ook als we het van opzij bekijken, dus vanaf de rand van de accretieschijf? Het antwoord is ja, omdat het zwarte gat ruimte-tijd buigt. Ook al zouden we normaal gesproken de achterkant van de schijf niet kunnen zien, hier kunnen we dat wel, omdat het licht om het zwarte gat heen wordt gebogen. Ook zien we licht van de onderkant van de achterkant van de schijf, omdat dat licht onder het zwarte gat door wordt gebogen. Daarnaast ontstaan er extra beelden door licht dat een halve draai om het zwarte gat maakt, wat leidt tot de binnenste ringen.

En die ‘schaduw’ van het zwarte gat zelf? Aanvankelijk dacht ik dat het geen afbeelding van de gebeurtenishorizon kon zijn, omdat die veel groter is (2,6 keer groter). Maar als je de lichtstralen terugspoort, blijkt dat voor elk punt in de schaduw een overeenkomstige straal terug te voeren is naar de gebeurtenishorizon. In feite zien we van één waarnemingspositie uit alle kanten van de gebeurtenishorizon tegelijkertijd! En wel oneindig veel van deze beelden, omdat een foton bijna oneindig vaak om het zwarte gat kan draaien voordat…