Чёрная дыра — не просто тёмное пятно на небе. Её тень ложится на светящийся фон из падающего вещества и хранит отпечаток самой геометрии пространства. Если гравитация устроена хоть немного иначе, чем мы привыкли думать, тень это выдаст.
В новой работе физики проследили за лучами света в окрестностях вращающейся чёрной дыры в так называемой гравитации Расталла. Эта теория добавляет к уравнениям Эйнштейна два новых числа: параметр структуры γ и параметр Расталла μ. С помощью компьютерной симуляции лучи запускали от далёкого наблюдателя и смотрели, какой силуэт вырисовывается на фоне аккреционного диска — раскалённого вещества, закручивающегося вокруг дыры.
Результат оказался чётким: при фиксированной скорости вращения с ростом γ тень заметно расширяется. Область захвата фотонов увеличивается, словно чёрная дыра «распухает» в глазах далёкого зрителя. Одновременно тень становится более круглой — вращение меньше её деформирует. Параметр μ тоже вносит свою лепту, и совместное влияние обоих чисел оставляет на тени различимый узор.
Так тень превращается в инструмент: измеряя её размер и отклонение от идеального круга, можно заглянуть в устройство гравитации на фундаментальном уровне. Возможно, будущие наблюдения с телескопами, подобными Event Horizon Telescope, помогут выбрать между эйнштейновской картиной и её расширениями.
как её написали авторы, на английском arXiv:2606.15727
We investigate the observational appearance of a rotating black hole (BH) in Rastall gravity by analyzing its shadow and accretion signatures under different illumination environments. The spacetime geometry is characterized by the Rastall parameter $$\mu$$, the structure parameter $$\gamma$$, and the rotation parameter $$a$$. To visualize the BH environment, we employ a ray-tracing algorithm that follows photon trajectories from the observer's screen to the emission region. We analyze how the shadow radius, distortion, and photon ring morphology respond to changes in the spacetime parameters. For a fixed value of $$a$$, the shadow observables exhibit a pronounced dependence on the Rastall gravity parameters. In particular, increasing the structure parameter $$\gamma$$ leads to a gradual enlargement of the shadow radius, indicating an expansion of the photon capture region surrounding the BH. At the same time, the distortion parameter decreases, implying that the shadow boundary becomes progressively more circular and less deformed. These results suggest that larger values of $$\gamma$$ tend to suppress the asymmetry induced by rotation and enhance the apparent size of the shadow. Similar modifications are observed for different values of the Rastall parameter $$\mu$$, demonstrating that the combined effects of $$\mu$$ and $$\gamma$$ leave distinct signatures on the shadow morphology. Consequently, shadow observations may provide an effective tool for constraining the parameter space of rotating BHs in Rastall gravity.
Тень чёрной дыры примерно в 2,5 раза больше её горизонта событий — той границы, откуда не возвращается даже свет.