これは何を見ているの?

中央の黒い球がブラックホール(コンパクト天体)、まわりを回る点が試験粒子(惑星や恒星の代わりに軌道を追う仮想的な物体)です。一般相対性理論の効果、特に「近日点移動(軌道の歳差)」を目に見える形で可視化しています。

• 左: コンパクト天体の質量 — 対数スケールのスライダー(1〜1000万太陽質量)。恒星質量BH・いて座A*(天の川銀河中心の超大質量BH)・中性子星級のプリセットあり。
• 左: 試験粒子の軌道 — 軌道長半径はシュヴァルツシルト半径(r_s)の倍数で指定。天体に近づける(値を小さく)・離心率を上げるほど、1公転あたりの近日点移動が劇的に大きくなります。
• 中央: 軌道ビュー — 黒い球が事象の地平面、紫の点線が光子球(光がぎりぎり円軌道を描ける半径)、オレンジの点線がISCO(安定な円軌道の内縁、降着円盤の内側の境界)。試験粒子の軌跡が「バラの花びら」のように回転して見えるのが近日点移動です。
• 左下: 警告ボックス — 近日点移動の式は「弱い重力場での1次近似(1PN近似)」。天体にかなり近い軌道では近似が破綻し始めるため、その領域に入ると警告が表示されます。
• 右: 読み取り値と詳細モード — シュヴァルツシルト半径・光子球・ISCO・時間の遅れ・重力赤方偏移・近日点移動を表示。「詳細モード」ONで導出式と、水星の実測値(43秒角/世紀)との比較が見られます。

この検証値(水星の近日点移動)は、一般相対性理論を史上初めて実証した観測です。モデル計算は実測値との誤差0.001%程度に一致します。