現在ブラックホールのイラストに登場しているそのリングは何ですか？

気づくと、ブラックホールの近くで時空が変形し始めますが、ブラックホールの表面からかなり離れると、背景の画像が非常にゆがみますが、ブラックホールにさらに近づくにつれて、小さな魚眼レンズ効果を除いて、何も起こっていないように、歪みは再び正常に見え始めます。

ブラックホールの表面に近づくときに時空が単調に歪む場合、この超歪みのリングはどのように存在しますか？画像がそのリングよりも表面でより歪んで見えないのはなぜですか？

これは、フォトンが実際にブラックホールの周りを複数回循環するためです。

BHから遠く離れているため、画像はわずかに歪んでいます。これらはほんの少しだけ逸脱した光子です。

近づくにつれて、ますます逸脱したフォトンが表示されます。ある時点で、あなたの後ろから来て、BHを回って、そしてあなたの目を打つ光子を見るでしょう。最終的には、BHの十分近くに、360度回転したフォトンが表示されます。BHは魚眼カメラのように機能します。

ディスクにどんどん近づいていくと、1.5ターン、2ターン、3ターンなどの光子が得られます。

同心円状のリング画像が表示されます。各画像には、BHの周りのすべての全体像が含まれていますが、リングで圧縮されています。本質的に無限の同心円状の画像がありますが、最初の数枚しかはっきりと見えません。

https://imgur.com/VZnkFxP

真ん中の黒いディスクはイベントの地平線ではないことに注意してください。それは単にあなたの目に届く可能性のある光が出てこない空間の領域です。実際のイベント期間は約2倍小さくなります。時空の歪みによって「拡大」されたイベントの地平線のイメージと考えることもできますが、類推は完全ではありません。

ブラックホールは、多くの点で非常に奇妙な「レンズ」のようなものです。

すでに回答を受け入れていることは承知しておりますが、関連する物理学により詳しい技術的回答を提供したいと思います。もっと読みたくて興味があり、数学の傾向がある場合は、ナラヤンとバーテルマンによる比類のない重力レンズに関する講義をご覧になることをお勧めします。これは私の答えの多くの基礎となり、実際、重力レンズ作用に関する多くの後の論文の基礎となります。

まず、ブラックホールを周回して複数のリングを生成するフォトンのフローリンの説明は正しい考えであり、実際に発生しますが、これらのリングが画像に表示されていないため、あなたの質問に関連しているとは思いませんあなたが投稿しました。

代わりに、あなたが見ているのは、重力レンズ効果であり、それによってオブジェクトの画像が歪められ、拡大され、複製されます。簡単に言うと、ブラックホールの近くに大量の特異点があるため、ローカルな時空間メトリックが歪んでいる（つまり、ブラックホールが重力を発揮している）ことです。この時空のゆがみは、そうでなければ直線に沿って進む光路を曲げます。いくつかの基本的な仮定により、背景光源の画像がどのように歪むかを正確に計算することができます。

あなたが見るメインと明確に定義されたリングはアインシュタインリングとして知られています。このリングは、下の（シミュレーションされた）画像で本当によくわかります。

単一の非回転ブラックホールの単純なケースでは、物理学は十分に単純であり、計算を完全に実際に実行します（ただし、いくつかの単純化の仮定、たとえば、薄いレンズの近似）。上記の講義で説明したように：

すべての線源は、ポイントマスレンズによって2回イメージングされます。2つの画像はソースの両側にあり、1つの画像はアインシュタイン環の内側にあり、もう1つの画像は外側にあります。光源がレンズから遠ざかるにつれて、一方の画像がレンズに近づき、非常にぼんやりします。一方、もう一方の画像は、光源の実際の位置にどんどん近づき、1倍に拡大する傾向があります。

したがって、上の画像ではっきりとわかるように、任意の背景オブジェクトの複製画像を取得していることがわかります。画像の約7時の位置に、アインシュタインリングの外側にある2つの星（1つは赤みがかっていて、1つは青みがかっています）が見えます。次に、アインシュタインリングの内部にある1時頃の2番目の画像が見えます。アインシュタインリング自体は、リング上のオブジェクトがブラックホールの真後ろ（観測者の視点から）にある特殊なケースです。この特殊なケースでは、2つの画像を取得するのではなく、光の輪を取得します。オブジェクトがこのリングに近づくと（つまり、ブラックホールの真後ろに近づくと）、

あなたが説明した歪みが見えるのはそのためです。ブラックホールの背後にあるオブジェクトが視線に近づくと、2つの画像として表示されます。1つはアインシュタインリングの外側、もう1つは非常に小さい画像で、イベントの地平線に近くなります。次に、オブジェクトがサイトのラインに近づくと、そのイメージが両側からアインシュタインリングに近づき、明るくなり、歪みが大きくなります。

フローリンが述べた光子の旋回についての考えは真実であり、実際には実際には複数のアインシュタインリングが見られますが、他のリングはブラックホールに非常に近く、一般にそれらは観察されません。これらの他のアインシュタインリングは、上の画像のブラックホールの周りのわずかな輝きとして見ることができます。