Почему «световые конусы» имеют разную форму вблизи черных дыр?

Существует теория, что форма светового конуса не зависит от системы отсчета, в которой он наблюдается. Так почему же мы по-разному рисуем световые конусы вблизи черной дыры?

Я думал, что если я наблюдаю (с Земли), как свет распространяется из окрестностей черной дыры, я всегда буду измерять скорость света.

Световые конусы

Ответы (2)

Существует теория, что форма светового конуса не зависит от системы отсчета, в которой он наблюдается. Так почему же мы по-разному рисуем световые конусы вблизи черной дыры?

В общей теории относительности системы отсчета являются локальными, а не глобальными. Каждый из световых конусов на вашей диаграмме соответствует определенной локальной системе отсчета. Наблюдатель, использующий эту систему отсчета, нарисует свой собственный световой конус как неискаженный, а остальные нарисует как искаженные.

В ОТО у наблюдателя в одной локальной области пространства нет однозначного способа определить скорость удаленного объекта. Поэтому нет однозначного способа сказать, является ли скорость света неправильной, если луч света, о котором мы говорим, находится далеко от нас.

Итак, я не знал разницы между специальной теорией относительности и общей теорией относительности. Вот почему часы на спутниках GPS работают быстрее, чем на Земле.

Свет движется по путям с нулевым метрическим интервалом. В плоском пространстве-времени это выглядело бы как световой конус с углом раскрытия 45 градусов на стандартной пространственно-временной диаграмме Минковского. В ОТО все становится немного страннее, когда пространство-время искривлено массой/энергией.

В ОТО концепция инвариантной скорости света применяется только локально в неускоряющих системах отсчета. Таким образом, локально вы видите симметричные световые конусы, но нелокально они могут быть преобразованы (хотя см. комментарий ниже) в асимметричные конусы с ограничивающими линиями, которые могут быть больше или меньше 45 градусов.

Вы, вероятно, можете найти еще несколько математических подходов к ответу на этот вопрос в другом месте на сайте. например , изменяется ли скорость света в неинерциальных системах отсчета?

Но см. также

http://www.speed-light.info/speed_of_light_variable.htm

Это не совсем правильно. Это правда, что Эйнштейн первоначально думал об ОТО как об обобщении СТО на ускоренные системы отсчета, но на самом деле это не работает, и это не то, как думают об этом современные релятивисты. В плоском пространстве-времени это выглядело бы как световой конус с углом раскрытия 45 градусов. Даже в искривленном пространстве-времени можно нарисовать все ваши световые конусы под углом 45 градусов. Это то, что мы делаем в диаграмме Пенроуза.
Правда - мое упрощение. Я отредактирую.
Почему «световые конусы» имеют разную форму вблизи черных дыр?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v