宇宙中倒数第二大小的黑洞有多大，我们有精确的数学可以描述黑洞如何反映射我们的宇宙

宇宙中倒数第二大小的黑洞有多大，我们有精确的数学可以描述黑洞如何反映射我们的宇宙在这个空间的最内边缘，就在事件视界之外，我们可以看到所谓的光子环，光子在其中多次绕黑洞运行，然后要么落入黑洞，要么逃入太空。任何进入这个空间的光子都必须自然地遵循这个曲率。这意味着，从我们的角度来看，光的路径似乎是扭曲和弯曲的。如果说黑洞有一个众所周知的原因，那就是它们的极端引力。具体来说，超过一定半径，宇宙中可达到的最快速度，即真空中的光速，不足以达到逃逸速度。那个不归路就是事件视界——由所谓的史瓦西半径定义——这就是为什么我们说即使是光也无法逃脱黑洞的引力。然而，就在黑洞视界之外，环境也很诡异。引力场是如此之强，以至于时空的曲率几乎是圆形的。

天文学家已经开发出一组方程式，可以精确描述黑洞周围发生的扭曲光中的宇宙反射。

根据丹麦尼尔斯玻尔研究所物理系学生 Albert Sneppen 于 2021 年 7 月提出的数学解决方案，每次反射的接近程度取决于相对于黑洞的视角和黑洞旋转的速度。

这真的很酷，绝对，但它不仅仅是真的很酷。它也可能为我们提供一个新工具来探索这些极端物体周围的引力环境。

Snapon 在 2021 年的一份声明中说：“现在能够理解为什么这些图像以如此优雅的方式重复出现是一件很棒的事情。” “最重要的是，这是对我们对万有引力的理解的考验。对黑洞的理解提供了新的机会。”

如果说黑洞有一个众所周知的原因，那就是它们的极端引力。具体来说，超过一定半径，宇宙中可达到的最快速度，即真空中的光速，不足以达到逃逸速度。

那个不归路就是事件视界——由所谓的史瓦西半径定义——这就是为什么我们说即使是光也无法逃脱黑洞的引力。

然而，就在黑洞视界之外，环境也很诡异。引力场是如此之强，以至于时空的曲率几乎是圆形的。

任何进入这个空间的光子都必须自然地遵循这个曲率。这意味着，从我们的角度来看，光的路径似乎是扭曲和弯曲的。

在这个空间的最内边缘，就在事件视界之外，我们可以看到所谓的光子环，光子在其中多次绕黑洞运行，然后要么落入黑洞，要么逃入太空。

这意味着来自黑洞后面远处物体的光可以被放大、扭曲和“反射”多次。我们称之为引力透镜；这种效应也可以在其他情况下看到，是研究宇宙的有用工具。

所以我们已经知道这种效应有一段时间了，科学家们发现，你离黑洞越近，你从远处物体看到的反射就越多。

要从一张图像到另一张图像，您需要查看距黑洞光学边缘大约 500 倍的距离，或者是两个 pi (e 2π) 的指数函数，但为什么会发生这种情况很难用数学来描述。

Sneppen 的方法是使用二阶微分方程重新制定光轨迹并量化它们的线性稳定性。他发现他的解决方案不仅在数学上描述了为什么图像在 e 2π 的距离处重复，而且它可以应用于旋转的黑洞——重复距离取决于自旋。

“事实证明，当它旋转得非常快时，你不再需要离黑洞更近 500 倍，但它要小得多，”斯内彭说。 “事实上，现在每张图像只有 50 或 5 个，甚至下降到只有接近黑洞边缘的两倍。”

在实践中，这将很难观察到，至少在短期内是这样——只要看看在超大质量黑洞 Pōwehi (M87*) 周围的光晕的未解决成像中所做的大量工作。

然而，理论上，黑洞周围应该有一个无限的光环。由于我们已经对超大质量黑洞的阴影进行了成像，我们希望获得更好的图像只是时间问题，并且已经有计划对光子环进行成像。

有一天，黑洞附近的无限图像可能成为一种工具，不仅可以研究黑洞的时空物理学，还可以研究它们背后的物体——以轨道永久性的无限反射的形式重复。