﻿1. ソフト名 ： ブラックホールの重力レンズ効果

2. 概要
　ブラックホールによる重力レンズ効果のシミュレーターです。

　「ブラックホール」は、恒星の寿命が尽きたときなどに形成される、非常に大きな質量が極めて小さな領域に凝縮された天体です。
　アインシュタインの一般相対性理論では、巨大な質量をもつ天体は周囲の時空を大きく歪めることがわかっており、その歪みのために光ですら脱出することができません。ブラックホール表面の、光でも脱出できない境界を「事象の地平面」といい、その半径を、アインシュタインの重力方程式を初めて解いたシュヴァルツシルトにちなんで、「シュヴァルツシルト半径」といいます。
　ブラックホールの背後にある星や銀河から放たれた光が、ブラックホール周辺の歪んだ時空に沿って進み、レンズを通した時のように曲がって観測される現象を「重力レンズ効果」といいます。
　このシミュレーターは、このブラックホールの強大な重力によって光が曲がる「重力レンズ効果」を、数学的モデルに基づきリアルタイムに描画します。ここで扱うブラックホールは、太陽質量の50万倍～500万倍のもので、銀河系中心の超巨大ブラックホール（太陽の約400万倍）も再現できます。

3. 操作
・右画面の中央の黒い球体がブラックホール。一番下のカメラ（観測者）で撮影した映像が左画面に表示されます。背景の天体が歪んで見えるのが重力レンズ効果です。
・右画面には複数の光線を表示し、ブラックホールによって曲げられているようすを表現しています。
・左画面でマウスのドラッグをすると、ブラックホールを上下左右に動かすことができます。（タブレット・スマホではスワイプ操作）
・マウスホイールを前後に回すことで、ブラックホールまでの距離を変えることができます。（タブレット・スマホでは２本指でのピンチ操作）
・現在のブラックホールまでの距離が右画面のカメラの左右に表示されます。左がkm単位、右がシュヴァルツシルト半径Rs単位です。また、右画面の両端に距離の目盛が両方の単位で表示されます。
・右画面にブラックホールの質量が太陽質量単位で表示されます。その近くにあるスライダーを上下すると、質量を変えることができます。
・右画面の「シュヴァルツシルト半径の円を表示」ボタンがあり、それをクリックすると、左画面のブラックホールの中心に赤い円が表示されます。これは、本当のブラックホールの大きさ（事象の地平面）を表しており、その周りの黒い円は強い重力で光の進路が曲げられてできる「ブラックホールシャドー」を表します。
・「背景画像」ボタンをクリックすると、選択パネルが開き、背景の画像を変えることができます。また、実行ファイルと同じところにある「Backgrounds」フォルダにお好みの画像（JPG、PNGのみ）を入れることで、画像リストに追加することができます。

4. 留意点
・ここで扱うブラックホールのモデルは、回転のないシュヴァルツシルトブラックホールです。
・重力レンズ効果を厳密に計算するには、たいへん時間のかかるアインシュタインの重力方程式を解く数値計算が必要なので、距離や質量の変化と重力レンズ効果をリアルタイムに連動させるために、近似的な計算を用いています。
・右画面のブラックホールの球体は、見やすいように、実際のサイズより10倍大きく表示しています。また、光の進路はあくまでイメージであり、厳密なものではありません。
・実際のブラックホールにはその周囲に降着円盤がありますが、重力レンズ効果がわかりやすいように、降着円盤は省略しています。

5. HP : https://nitto21.oops.jp/kyozai/index.html
　HPでは、Web上で実行できるバージョンも公開しています。このバージョンでは様々なOSのPCやタブレット、スマホでも実行可能です。

6. 連絡先 : nitto21@hotmail.com

7. 取り扱い種別 : フリーソフト

8. 動作環境
　・ＯＳ : Windows10、11
　・タイプ : デスクトップ、ラップトップ、タブレット
　・ポインティングデバイス : マウス、タブレット

9. 開発ソフト : Unity6.3

10. 実行方法
　zipファイルを解凍してできた「BlackHole」フォルダ内の「BlackHole.exe」ファイルをダブルクリックするだけで実行できます。インストールの必要はありません。不要になったら「BlackHole」フォルダごと削除してください。
（※実行するとき、「WindowsによってＰＣが保護されました」という警告が出ることがありますが、「詳細情報」→「実行」とクリックしていくと実行できます。）


