Могу ли я проследить гравитационное линзирование с использованием только одного точечного источника гравитации?

Я хотел бы смоделировать увеличение очень далеких объектов эффектом линзирования менее отдаленной галактики. Мне нужно будет смоделировать большое количество точечных масс, или мне удастся выбрать только одну среднюю точечную массу?

Я могу видеть, как проследить лучи, используя гиперболы для лучей, на которые воздействует одна точечная масса, но я не знаю, с чего начать с нескольких точечных масс. Поэтому, прежде чем я попытаюсь построить этот raytracer, я хотел бы знать, смогу ли я избежать нескольких масс, и все же получить правдоподобные результаты.

Как вы, вероятно, заметили, в общем случае вы не можете решить в замкнутой форме уравнения для лучевых траекторий вокруг множества искажающих объектов.

Стандартный подход к таким вещам просто дискретизировать. Это похоже на интеграцию Эйлера. Просто слегка направьте свой луч к объекту, вычислите гравитацию из всех источников и согните его, а затем сделайте шаг больше, и так легче. Это называется raymarching .

Поскольку вас интересуют проблемы астрофизического масштаба, вы можете предположить, что луч является линейным достаточно далеко от объекта с минимальной ошибкой.

Вот сцена, которую я визуализировал некоторое время назад с использованием доморощенного фотонного картографа (без QMC), используя эту технику лучевой метки.

Представляю: релятивистское картирование фотонов: черная дыра в коробке Корнелла!