так всё же они улавливаются её гравитационным полем (т.е. оно воздействует напрямую на фотоны) или пространство в котором они летят искривляется, направляя их таким образом в сторону чёрной дыры? (тут гравитация не воздействует на фотоны напрямую)
Думаю правильный последний вариант который построен на основании первого комментария в этом посте
Фотоны летят прямо. Собственно они стоят прямо. А искривлено пространство-время. А нам со своей колокольни кажется что фотоны летят не по прямой. А под горизонтом времеподомные интервалы меняются на пространственно подобные и вообще пздц который не понять без матана. Пиздуйте учить физику если кратко.
Я могу ошибаться, не физик, но я почти уверен, что:
>> так всё же они улавливаются её гравитационным полем или пространство в котором они летят искривляется направляя их таким образом в сторону чёрной дыры?
На самом деле одно и то же явление. Это то, как работает гравитация.
Сам подумай, для наблюдателя гравитация неотличима от различных инерционных сил. А инерционные силы они фейковые , не настоящие.
На практике - никак. Слишком слабый эффект от этого. Даже если всю Землю нагреть на миллион градусов, гравитация от этого изменится меньше чем от гравитационного поля одного атома.
Но вообще E=mc^2 и масса это и есть энергия. Если точнее, то энергия покоя.
Ну и в правой части уравнения Эйнштейна стоит тензор энергии-импульса. То есть именно он определяет то, как искривится пространство-время и каким будет гравитационное поле.
Да, что-то я недооценил, насколько Земля огромная, оказывается. Реально эквивалентная масса порядка 30 000 гигатонн получается. Это примерно как три Фобоса.
Хотя относительная прибавка к гравитации Земли всё равно микроскопическая получится - 0.5 микропроцента..
Скорее всего речь идет о популярной формулировке вида "свет не может вырваться из-за горизонта событий". Горизонт событий - это черта, за которой пространство сворачивается так, что развернется обратно. Любой вектор, направленный из центра ЧД в сторону горизонта, будет в конечном итоге возвращаться к центру.
Хорошо, оставим горизонт событий. Но как себя ведет квант света пролетая мимо горизонта событий на очень малом расстоянии? Испытывает ли он воздействия гравитации? Если да - как это проявляется? Если нет - почему? Вот что мне очень интересно.
Эффект у гравитации на фотоны ровно такой же как и на все остальное. Если пролетит слишком близко - засосет нахуй. Если падать ровненько прямо в дыру и фонарик включить - будет аккуратно висеть над дырой пока таки не вылетит/дыра не сожрет мусора достаточно чтобы его запихнуть за горизонт.
На этот вопрос очень многие учёные хотели бы ответ. Но общей теории, объединяющей кванты и гравитацию, пока никому получить не удалось, поэтому и тонкости поведения отдельных частиц вблизи горизонта нам недоступны.
Есть куча моделей, которые отдельные квантовые явления вблизи горизонта могут описывать, такие как излучение Хоккинга. Но до полного описания происходящего им примерно так же далеко, как модели атома Бора до современного квантмеха.
Ну и вопросов неразрешённых в этой области тоже куча. Что там с хранением информации на горизонте неясно, есть ли на границе фаерволл, да и существует ли сам горизонт событий как таковой или есть только некоторый "apparent horizon"?...
Гравитация воздействует не на фотоны а на пространство, пространство на горизонте событий сферической не вращающейся дыры в вакууме утекает внутрь со скоростью света, глубже быстрее, потому свет летящий с полной своей скоростью от центра наружу по прямой не может выйти из за горизонта, летящий вдоль горизонта на горизонте для внешнего наблюдателя летит по кругу и замыкается сам на себя, чуть глубже и уходит по спирали вниз под всё большим углом.
>Горизонт событий - это черта, за которой пространство сворачивается так, что развернется обратно.
Горизонт событий это чуть более общее понятие, и оно не обязательно связано с искривлением пространства-времени. Например обычный световой конус, он отделяет от точки все события, о которых она не может иметь информации. Здесь же, полагаю, речь идет о поверхности сферы Шварцшильда.
>Любой вектор, направленный из центра ЧД в сторону горизонта, будет в конечном итоге возвращаться к центру.
Проблема немного в другом. Под поверхностью сферы меняются знаки метрики для временной и радиальной координат. То есть время становится пространственным измерением, а вот "расстояние" от центра - временем. То есть под горизонтом просто нельзя вектор скорости направить от центра ЧД, так как это направление будет соответствовать направлению в прошлое.
Здесь я комментировал только ответ предыдущего комментатора.
Про исходный вопрос написал выше отдельно.
Для ответа на него современная наука ещё не дошла. Да мы даже точно ещё не знаем, движется ли свет со скоростью света. То есть совпадают ли релятивистский предел скоростей из ТО со скоростью квантов света? Это условие эквивалентно равенству массы покоя фотонов нулю, но мы не можем проверить это условие экспериментально. В любом эксперименте реально измеряется только ограничение сверху на эту массу. И даже несмотря на то, что сейчас это ограничение очень мало - мы знаем, что фотон весит не больше чем 10^-32 электрона, это не исключает возможности массе фотона быть отличной от нуля.
Может не совсем в тему но...
Как известно, чёрные дыры не наблюдаются непосредственно, на то они и чёрные. Их обнаруживают благодаря свечению падающего на них вещества, параметрам орбит тел-спутников, а с недавних пор ещё и гравитационным волнам. Однако до сих пор астрономам не было известно способа отличить чёрную дыру от кротовой норы.
Раджибул Шейх из Института фундаментальных исследований Тата в Индии предлагает такой метод. Он основывается на особой структуре, которая образуется из-за воздействия гравитации чёрной дыры на окружающие её фотоны. Это характерная тёмная область на ярком фоне, так называемая тень. Источником "подсветки", необходимой для создания тени, может являться как диск падающей в чёрную дыру материи (аккреционный диск, как говорят специалисты), так и другие небесные тела.
Скорость света не постоянная величина , собственно это не доказано , как и не доказано её постоянство . Но сам факт непостоянства и инвариантности скорости света,ставит под сомнение всю текущую физику....
Если отбросить все фичи фотона как квантовой частицы, и рассуждать лишь о классической частице движущейся со скоростью света в рамках классической ОТО, то всё довольно просто.
Скорость таких частиц никак и ни при каких условиях не меняется. Это фундаментально заложено в теорию в виде принципа относительности (который в свою очередь был принят из-за экспериментов Майкельсона и Морли). Просто 4-скорость таких частиц равна нулю, а ноль останется нулём всегда, в любой системе отсчёта, и при любых искривлениях пространства-времени.
Горизонт же, как таковой, вообще не наблюдаем для частицы, которая через него пролетает. Для бесконечно малой частицы, окружающее её пространство локально выглядит плоским. Тоже всегда. В том числе и окрестность горизонта - никаких аномалий, которые непосредственно можно наблюдать, там нет.
Чтобы обнаружить горизонт, нужны более хитроумные эксперименты. Например можно запускать объекты в сторону чёрной дыры на разные расстояния от неё и возвращать их обратно, измеряя затраченное на это время. Мы увидим, что время такого полёта будет становится всё больше и больше вплоть до бесконечности раньше, чем расстояние минимального сближения станет равно нулю. Вот этот-то конечный предел расстояний и будет соответствовать горизонту.
Подеградировать зашёл, называется. "Тут весело!" говорили они. "Морально и нравственно разложишься" говорили они. "Подеградируешь и попрокрастинируешь" говорили они. Тьфу.
*звуки читания статей на вики про ЧД и мать её гравитацию"
А через десяток лет реактор препаратится в какую-нибудь высокоинтелектуальную платформу, исключительно для научных дискуссий. Будет у нас фендом для биологов, физиков, загончик для любителей матеши и так далее.
Черная дыра искревляет пространвстро и время своим притяжением, т.к у света масса 0, и макс скорость ~300 000 000м/с то делаем вывод что свет привязан к законам простарнству, а черная дыра выворачивает простратнство вместе со светом.
Считай гравитацию за плотность пространства. Фотон движется со скоростью света, всегда, просто вблизи с таким массивным объектом пространство уплотняется и он должен преодолевать большее расстояние. Иными словами, километр в идеальных условиях может быть равен световому году рядом с какой-нибудь массивной ебакой
чот только один коммент выше вспомнил про гравитационное красное смещение. скорость света в вакууме постоянна. но энергия фотона зависит от его частоты. проходя рядом с массивным объектом фотон:
а) идет по искривленному пространству, в итоге реальная траектория движения будет длиннее, чем "по прямой" (хотя фотон летит прямо в кривом пространстве-времени)
б) выбирается из потенциальной ямы, теряя энергию и "краснея", то есть его длина волны увеличивается
в) не обязан иметь массу, чтобы на него действовала гравитация, достаточно иметь энергию, а ее в виде импульса он вполне несет
поэтому ответы на твои вопросы:
1. нет, не замедляются, но теряют энергию
2. да, меняют траекторию без потери скорости
Думаю правильный последний вариант который построен на основании первого комментария в этом посте
>> так всё же они улавливаются её гравитационным полем или пространство в котором они летят искривляется направляя их таким образом в сторону чёрной дыры?
На самом деле одно и то же явление. Это то, как работает гравитация.
Сам подумай, для наблюдателя гравитация неотличима от различных инерционных сил. А инерционные силы они фейковые , не настоящие.
Но вообще E=mc^2 и масса это и есть энергия. Если точнее, то энергия покоя.
Ну и в правой части уравнения Эйнштейна стоит тензор энергии-импульса. То есть именно он определяет то, как искривится пространство-время и каким будет гравитационное поле.
Хотя относительная прибавка к гравитации Земли всё равно микроскопическая получится - 0.5 микропроцента..
Фотоны имеют массу. Фотоны не имеют массы покоя.
Есть енергия, есть импульс, значит есть масса. Енергия, я надеюсь, там не мнимая?
Скорее всего речь идет о популярной формулировке вида "свет не может вырваться из-за горизонта событий". Горизонт событий - это черта, за которой пространство сворачивается так, что развернется обратно. Любой вектор, направленный из центра ЧД в сторону горизонта, будет в конечном итоге возвращаться к центру.
Есть куча моделей, которые отдельные квантовые явления вблизи горизонта могут описывать, такие как излучение Хоккинга. Но до полного описания происходящего им примерно так же далеко, как модели атома Бора до современного квантмеха.
Ну и вопросов неразрешённых в этой области тоже куча. Что там с хранением информации на горизонте неясно, есть ли на границе фаерволл, да и существует ли сам горизонт событий как таковой или есть только некоторый "apparent horizon"?...
Горизонт событий это чуть более общее понятие, и оно не обязательно связано с искривлением пространства-времени. Например обычный световой конус, он отделяет от точки все события, о которых она не может иметь информации. Здесь же, полагаю, речь идет о поверхности сферы Шварцшильда.
>Любой вектор, направленный из центра ЧД в сторону горизонта, будет в конечном итоге возвращаться к центру.
Проблема немного в другом. Под поверхностью сферы меняются знаки метрики для временной и радиальной координат. То есть время становится пространственным измерением, а вот "расстояние" от центра - временем. То есть под горизонтом просто нельзя вектор скорости направить от центра ЧД, так как это направление будет соответствовать направлению в прошлое.
Про исходный вопрос написал выше отдельно.
Для ответа на него современная наука ещё не дошла. Да мы даже точно ещё не знаем, движется ли свет со скоростью света. То есть совпадают ли релятивистский предел скоростей из ТО со скоростью квантов света? Это условие эквивалентно равенству массы покоя фотонов нулю, но мы не можем проверить это условие экспериментально. В любом эксперименте реально измеряется только ограничение сверху на эту массу. И даже несмотря на то, что сейчас это ограничение очень мало - мы знаем, что фотон весит не больше чем 10^-32 электрона, это не исключает возможности массе фотона быть отличной от нуля.
Просто решил оставить уточнения для археологов, которые этот пост когда-нибудь, может, будут откапывать.
Как известно, чёрные дыры не наблюдаются непосредственно, на то они и чёрные. Их обнаруживают благодаря свечению падающего на них вещества, параметрам орбит тел-спутников, а с недавних пор ещё и гравитационным волнам. Однако до сих пор астрономам не было известно способа отличить чёрную дыру от кротовой норы.
Раджибул Шейх из Института фундаментальных исследований Тата в Индии предлагает такой метод. Он основывается на особой структуре, которая образуется из-за воздействия гравитации чёрной дыры на окружающие её фотоны. Это характерная тёмная область на ярком фоне, так называемая тень. Источником "подсветки", необходимой для создания тени, может являться как диск падающей в чёрную дыру материи (аккреционный диск, как говорят специалисты), так и другие небесные тела.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационная_линза
А как именно ты определяешь черную дыру?
Вообще в интернетах вышли сотни видосов в связи с фоточками большой черной дырки. Была куча подробных описаний что куда и как.
Скорость таких частиц никак и ни при каких условиях не меняется. Это фундаментально заложено в теорию в виде принципа относительности (который в свою очередь был принят из-за экспериментов Майкельсона и Морли). Просто 4-скорость таких частиц равна нулю, а ноль останется нулём всегда, в любой системе отсчёта, и при любых искривлениях пространства-времени.
Горизонт же, как таковой, вообще не наблюдаем для частицы, которая через него пролетает. Для бесконечно малой частицы, окружающее её пространство локально выглядит плоским. Тоже всегда. В том числе и окрестность горизонта - никаких аномалий, которые непосредственно можно наблюдать, там нет.
Чтобы обнаружить горизонт, нужны более хитроумные эксперименты. Например можно запускать объекты в сторону чёрной дыры на разные расстояния от неё и возвращать их обратно, измеряя затраченное на это время. Мы увидим, что время такого полёта будет становится всё больше и больше вплоть до бесконечности раньше, чем расстояние минимального сближения станет равно нулю. Вот этот-то конечный предел расстояний и будет соответствовать горизонту.
*звуки читания статей на вики про ЧД и мать её гравитацию"
Но на симпозиумах и конференциях вопросы, в целом, другого плана. А пообсуждать основы с интересующимися людьми это всегда полезно.
а) идет по искривленному пространству, в итоге реальная траектория движения будет длиннее, чем "по прямой" (хотя фотон летит прямо в кривом пространстве-времени)
б) выбирается из потенциальной ямы, теряя энергию и "краснея", то есть его длина волны увеличивается
в) не обязан иметь массу, чтобы на него действовала гравитация, достаточно иметь энергию, а ее в виде импульса он вполне несет
поэтому ответы на твои вопросы:
1. нет, не замедляются, но теряют энергию
2. да, меняют траекторию без потери скорости