Якщо у фотонів ні маси, то чому чорні діри їх притягують?

Наукове

Якщо у фотонів ні маси, то чому чорні діри їх притягують?

Дуже часто нам надходить один і той же питання: Як гравітація чорних дір може впливати на світло/фотони, якщо у них немає маси? Це дуже хороше питання, тому що він надає можливість детальніше розповісти про те що таке гравітація, як працює теорія відносності і як влаштовано наше простір-час.Чорний дірки і справді заломлюють світло, що проходить поруч з ними. Цей ефект називають гравітаційним лінзуванням, він був відкритий досить давно і властивий не тільки чорним дірам, але і будь-яким іншим масивних тіл.

На чорних дірах він найкраще видний.Джерело: oneminuteastronomer.сомИсточник: oneminuteastronomer.

сомБольшинство людей вважають так: у фотонів ні маси, значить, за законом всесвітнього тяжіння, на них не повинна діяти гравітація. Вірно ж?Однак, це правильно лише з точки зору ньютонівської гравітації, яка хоч і підходить для повсякденних розрахунків, але абсолютно не дає розуміння, що являє собою гравітація. Закон всесвітнього тяжіння Ньютона є емпіричним, він дає просту формулу, за якою можна розрахувати силу тяжіння між масивними об’єктами, але він не пояснює, звідки ця сила береться.

Коли мова заходить про природу гравітації та її особливі властивості нам на допомогу приходить загальна теорія відносності (ЗТВ). Ейнштейн описав гравітацію, як викривлення простору-часу, і саме в результаті нього, тіла притягуються одне до одного.Будь-яке тіло, що володіє масою, прогинає під собою тканину простору-часу і утворює так званий гравітаційний колодязь.

Джерело: askamathematician.сомИсточник: askamathematician.сомОбычно це ілюструють за допомогою аналогії як на розміщеному вище фото: масивний металевий кулю в центрі суттєво викривляє під собою двовимірну тканину простору, а викривлення тканини під кулею викликає менше викривлення навколо нього.

Завдяки розміченій на тканини заздалегідь сітці відмінно видно як викривляються прямі траєкторії поблизу масивного тіла.Чим масивніше буде об’єкт, тим глибшим буде його гравітаційний колодязь, а чим щільніше об’єкт, тим більш крутими будуть стінки колодязя. Гравітаційний колодязь чорної діри взагалі буде безмежно глибоким.

У просторі фотони завжди рухаються по прямій, проте, коли вони пролітають через гравітаційний колодязь, то, з точки зору зовнішнього спостерігача, їх траєкторія викривлюється також як скривлювалися прямі на тканини поруч з металевою кулею.Таким чином, для зовнішнього спостерігача траєкторія фотона поблизу чорної діри виглядає викривленою, але, з точки зору самого фотона, він завжди рухається по прямій, просто на його шляху викривляється сам простір. Коли ж фотон потрапляє під горизонт подій чорної діри, то простір стає настільки кривим, що траєкторія фотона через нього стає нескінченно довгою.

Спроба фотона вилетіти з-під горизонту подій стає схожа на спробу добігти до кінця надзвичайно швидкої бігової доріжки.Автор: Федір Карасенко.Ставте палець вгору, щоб бачити у своїй стрічці більше статей про космос і науки!Підписуйтесь на мій канал тут, а також на мої канали в телеграме і на youtube.
Там ви можете почитати велику кількість цікавих матеріалів, а також задати своє питання. Підтримати наш канал матеріально можна через patreon.

Related posts

Leave a Comment