Мне сказали, что у фотонов нет массы (покоя). Однако я думал, что черные дыры называются «черными», потому что свет не может уйти от силы гравитации в их окрестностях. Мне почему-то кажется, что если свет — это просто фотоны, то на него не должна влиять гравитация. Следовательно, черные дыры могут ловить все, кроме света.
Я что-то пропустил? Является ли свет чем-то большим, чем набор фотонов? Или, может быть, черные дыры — это не совсем то, что я думаю.
Массивный объект, подобный черной дыре, искривляет пространство-время «сингулярным» образом. Но не обязательно смотреть на черные дыры, чтобы наблюдать явления, которые могут повлиять на траекторию света. Сквозь гравитационную линзуэффект, звезды, которые находятся «позади» галактик, могут быть замечены с Земли, потому что их свет изгибается под действием гравитационных эффектов галактики между звездой и Землей. Возвращаясь к «механике» общей теории относительности, свет движется по геодезическим, которые определяются геометрией пространства-времени. Последнее, в свою очередь, определяется распределением материи во Вселенной. Вокруг массивных черных дыр представление о прямой линии, которая является частным случаем геодезических в плоском пространстве, меняется на кривую траекторию. Таким образом, можно сказать, что свет по-прежнему распространяется по прямой линии, только проблема в том, что эта прямая линия деформируется из-за распределения массы вокруг нее.
Чтобы понять, почему на свет также влияет гравитация, можно утверждать, что общая теория относительности является «расширением» специальной теории относительности, где массу и энергию можно рассматривать как одно и то же с точностью до фиксированного «обменного курса», определяемого скоростью света в вакууме: . Фотоны не имеют массы, но у них есть энергия согласно , где - частота наблюдаемого света. Действительно, энергия является одним из 10 компонентов (симметричного) тензора энергии-напряжения, фигурирующего в уравнениях поля Эйнштейна для геометрии пространства-времени.
Мы замечаем, что гравитация действует на все независимо от массы. Легкий объект и массивный объект с одинаковой скоростью движутся под действием силы тяжести одинаково. А движение состоит в сближении линий вместе (если все притягивается к центру земли, то они притягиваются). Искривленное пространство-время делает именно это, точно так же, как все пути от северного полюса сходятся к южному полюсу, если у нас есть искривленное пространство-время, то все может сходиться из-за кривизны, независимо от того, легкое оно или тяжелое.
Как только все движется таким образом, независимо от массы, тогда и сам свет вынужден двигаться таким же образом. Пространство-время вне черной дыры искривлено, что влияет на свет вне черной дыры. Кривизна вне черной дыры была зафиксирована материей, которая сжалась внутрь, образовав черную дыру, и создала кривизну, порождающую равную кривизну, которая сохраняется во времени. Для горизонта событий эти пути (которые работают так же хорошо, независимо от массы того, что следует за ними) не уходят дальше от черной дыры, так что ничто (даже свет) не может ускользнуть, потому что все затронуто вдали. независимо от того, сколько у него мас.
Флорис
космоинженер
умный маг