Каков радиус перехвата фотона черной дырой Шварцшильда? [дубликат]

Чтобы пояснить, что я имею в виду под «радиусом перехвата фотона», я имею в виду радиус сферы, в которой любые фотоны из удаленного источника также неизбежно приведут к их попаданию в черную дыру.

Радиус перехвата фотона должен быть не меньше радиуса Шварцшильда, поскольку даже без гравитации фотон все равно пересечет горизонт событий.

введите описание изображения здесь

Он также должен быть больше, чем фотонная сфера, поскольку, хотя свет может вращаться там, нет возможности выйти или войти, любой вращающийся свет должен быть испущен материей вбок на пути. Любой входящий свет должен исходить дальше и под более крутым углом.

введите описание изображения здесь

Мой главный вопрос заключается в том, на каком радиусе должен быть пролетающий фотон от черной дыры Шварцшильда, чтобы избежать затягивания и пересечения горизонта событий?

введите описание изображения здесь

Мои второстепенные вопросы заключаются в том, сколько оборотов/изгибов пройдёт пограничный захваченный фотон, прежде чем пересечь горизонт, а также сколько оборотов/изгибов претерпит бесконечно малый радиус ускользающего пограничного фотона, прежде чем он улетит в асимптотически плоское пространство. (Я предполагаю, что один из них приведет к сколь угодно близкому к бесконечному количеству орбит, что означает, что точка/угол, под которым он пересекает горизонт событий/убегает в бесконечность, не определен, но я могу ошибаться. И пока я рисовал пограничный фотон, пересекающий горизонт событий составляет 180°/половину орбиты или оборота. Я понятия не имею, что это такое на самом деле, я просто выбрал 180, потому что правильное спиралевидное движение было бы трудно нарисовать.)

Ответы (1)

Термин, который вы ищете, это «критический параметр удара». Как объясняется в этом ответе: https://physics.stackexchange.com/q/558665 , критическое значение Икс является 3 3 .

Чтобы ответить на ваш вторичный вопрос: ваша интуиция верна, поскольку прицельный параметр приближается к своему критическому значению, угол рассеяния будет приближаться к бесконечности, т. е. фотон сделает сколь угодно большое количество петель, прежде чем рассеяться обратно в бесконечность. (Обратите внимание: поскольку настоящие фотоны представляют собой не идеальные точечные частицы, а волновые пакеты, существует практический предел количества петель, которые можно получить.)

Каков радиус перехвата фотона черной дырой Шварцшильда? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v