Почему энергия важна для света, чтобы покинуть горизонт событий?

Мне хотелось бы знать, почему фотон с достаточной энергией может избежать затягивания за горизонт событий? Большая часть света попадет в ловушку и сформируется в фотонную сферу, в то время как некоторые могут ускользнуть, разве свет не должен быть геодезическим, а также большая энергия не равна большей скорости, особенно в этом случае со светом... так что же дает?

Прочитал в Википедии статью " Фотонная сфера :"

Когда фотоны приближаются к горизонту событий черной дыры, фотоны с соответствующей энергией избегают втягивания в черную дыру, путешествуя в почти тангенциальном направлении, известном как выходной конус. Фотон на границе этого конуса не обладает энергией, чтобы покинуть гравитационный колодец черной дыры. Вместо этого он вращается вокруг черной дыры. Эти орбиты редко бывают стабильными в долгосрочной перспективе.

Кто сказал, что энергия имеет значение для света, чтобы покинуть горизонт событий? Свет попадет в ловушку независимо от энергии, не так ли?
Мне хотелось бы знать, почему фотон с достаточной энергией может избежать затягивания за горизонт событий? Откуда вы взяли, что это правда? Пожалуйста, отредактируйте вопрос, чтобы объяснить, почему вы так думаете.

Ответы (2)

Спасибо за редактирование вопроса, чтобы дать разъяснения. Материал, который вы цитируете из статьи в Википедии, просто неверен. Обратите внимание, что в верхней части статьи есть шаблон с предупреждением о том, что «Эта статья требует внимания эксперта по этому вопросу». Траектория фотона вблизи черной дыры никак не связана с ее энергией. Геодезическое уравнение имеет однозначно определенные решения для заданного начального положения и начальной четырехскоростной скорости. Два фотона с разными энергиями будут по-прежнему иметь одинаковые траектории, если они стартуют в одном и том же месте и с одинаковой начальной 4-скоростью.

Я удалил неправильный материал из статьи WP и оставил комментарии на странице обсуждения статьи.

Разница между убегающими фотонами и захваченными фотонами заключается в направлении их геодезической. Если вы рассматриваете четырехмерную черную дыру, которая действительно существует в нашей Вселенной, положение фотона в пространстве-времени представлено координатами (t, r, θ, φ), где θ и φ выражают угловое положение вокруг черной дыры. И давайте предположим, что фотоны находятся немного за горизонтом событий.

Фотон, который движется в чисто радиальном направлении (с течением времени r увеличивается, но θ и φ неизменны), покидает черную дыру (поскольку она находится немного за пределами горизонта событий). Но фотон, который движется в угловом направлении, может оставаться относительно радиального положения. В каком-то смысле это уникальное явление эйнштейновской гравитации, потому что в ньютоновской гравитации только от ее энергии зависит, смогут ли частицы вырваться из-под гравитации. (Полагаю, именно поэтому вы упомянули энергию света.) В эйнштейновской гравитации фотоны пройти через одну и ту же нулевую геодезическую независимо от ее энергии, определяемой как начальное условие геодезического уравнения.

В случае двумерной черной дыры, которая часто используется для простоты, нет углового направления, поэтому нет захваченного фотона, за исключением случая, когда он находится точно на горизонте событий. Это легко проверить, написав диаграмму Пенроуза.

введите описание изображения здесь

Вопрос ОП касается энергии. Вы ничего не сказали об энергии.
@BenCrowell, это может быть потому, что ответ на вопрос ОП не имеет ничего общего с энергией, как вы правильно упомянули в своем ответе. Я думаю, Такуми дает хорошее объяснение.
Почему энергия важна для света, чтобы покинуть горизонт событий?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v