Поскольку черные дыры являются наиболее мощными гравитационными пятнами во всей Вселенной, могут ли они искажать свет настолько сильно, что он действительно выходит на орбиту? И как бы выглядело, если бы вы могли выжить и проследить за светом в этом путешествии вокруг черной дыры?
У меня был большой вопрос от зрителя. Возможно ли, что свет вращается вокруг черной дыры?
Рассмотрим этот мысленный эксперимент, впервые объясненный Ньютоном. Представьте, что у вас была пушка, которая могла стрелять пушечным ядром далеко. Мяч полетел бы вниз, а затем упал бы в грязь. Если вы выстрелите из пушечного ядра сильнее, он полетит дальше, прежде чем ударится о землю. И если бы вы могли выстрелить пушечным ядром достаточно сильно и игнорировать сопротивление воздуха - он бы путешествовал по всей Земле. Пушечное ядро будет на орбите. Он падает к Земле, но искривление Земли означает, что он постоянно падает только за горизонт.
Это работает не только с пушечными ядрами, космонавтами и спутниками, но и со светом. Это было одно из больших открытий, сделанных Эйнштейном о природе гравитации. Гравитация не является притягательной силой между массами, это на самом деле искажение пространства-времени. Когда свет падает в гравитационную яму массивного объекта, он изгибается, следуя искривлению пространства-времени.
Далекие галактики, Солнце и даже наша собственная Земля вызовут отклонение света от его пути из-за искажения пространства-времени. Но это невероятная гравитация черной дыры, которая может связать пространство-время в узлы. И да, вокруг черной дыры есть область, где даже фотоны вынуждены путешествовать по орбите. На самом деле этот регион известен как «фотонная сфера».
Достаточно далеко черные дыры действуют как любые массивные объекты. Если вы замените Солнце черной дырой той же массы, наша Земля продолжит вращаться точно так же. Но по мере того, как вы приближаетесь к черной дыре, объект на орбите должен двигаться все быстрее и быстрее, пока он вращается вокруг массивного объекта. Фотонная сфера - это последняя устойчивая орбита, которую вы можете иметь вокруг черной дыры. И только свет, движущийся со скоростью света, на самом деле может существовать на этой высоте.
Представьте, что вы можете существовать прямо в фотонной сфере черной дыры. Что вы не можете, так что не пытайтесь. Вы можете направить свой фонарик в одном направлении и увидеть свет позади себя, после того как он полностью облетел черную дыру. Вы также будете купаться в излучении всех фотонов, захваченных в этой области. Видимый свет может быть красивым, но рентгеновское и гамма-излучение приготовит вас, как печь.
Ниже фотонной сферы вы увидите только тьму. Там внизу горизонт событий, точка света, откуда нет возврата. А вверху вы увидите Вселенную, искаженную массивной гравитацией черной дыры. Вы бы видели все небо в вашем поле зрения, даже звезды, которые обычно были бы скрыты черной дырой, когда они обвивали ее гравитацию. Это было бы потрясающе и смертельно опасное место, но оно наверняка упало бы ниже горизонта событий.
Если бы вы могли попасть в фотонную сферу, какие эксперименты вы бы хотели провести? Расскажите нам в комментариях ниже.
Подкаст (аудио): Скачать (Продолжительность: 3:45 - 3,4 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
Подкаст (видео): Скачать (77,9 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
