Представьте, что нам удалось втиснуть свет в очень маленькую область пространства, так что концентрация энергии в этой точке превратилась в черную дыру. Может ли эта черная дыра двигаться со скоростью света?
Нет. Я полагаю, вы думаете, что черная дыра, состоящая из света, будет иметь нулевую массу покоя и, следовательно, сможет двигаться со скоростью света. Однако масса покоя любой черной дыры определяется не только массой, которая в нее вошла, но и энергией (например, фотонами), которая вошла в нее. Увеличение массы за счет энергии дается знаменитым уравнением Эйнштейна .
Итак, если мы создадим черную дыру из чисто массы остальная масса черной дыры равна .
Если мы создадим черную дыру из чистой энергии , например, от фотонов с полной энергией , то масса покоя черной дыры равна .
Или для полноты мы могли бы использовать смесь массы и энергия в этом случае масса покоя будет .
Таким образом, черная дыра, состоящая только из фотонов, не будет иметь нулевую массу покоя и, следовательно, не сможет двигаться со скоростью света.
Это преобразование фотонов в массу характерно не только для черной дыры. Например, предположим, что мы начинаем с атома водорода в основном состоянии, , и пусть он поглотит фотон с энергией 10,2 эВ, чтобы возбудить его до состояние. Это увеличит массу на т.е. даже если фотон является безмассовым поглощающим, он увеличивает массу атома водорода. Как правило, масса не является сохраняющейся величиной ни в специальной, ни в общей теории относительности.
Нет. Ничто с ненулевой массой не может двигаться со скоростью света. Кугельблиц будет вести себя так же, как более обычная черная дыра , образованная из материи, благодаря теореме об отсутствии волос .
Любопытный Разум