среда, 13 марта 2019 г.

Как искать черную дыру?

Черная дыра создает вокруг себя очень сильный гравитационный потенциал. Двигаясь в нем, все, что имеет массу, притягивается к черной дыре. Но попробуем разобраться.

Фотон движется со скоростью света, и потому не имеет собственной массы. Фотоны, в отличие от других элементарных частиц, безмассовые. Поэтому, двигаясь в гравитационном поле черной дыры, фотоны не притягиваются ей. Так же, как и Солнцем.

Фотон движется по оптимальному пути, который согласно вариационному принципу соединяет две точки на этом пути таким образом, что движение от одной к другой занимает минимальное время. Такая кривая называется геодезической. И, собственно говоря, ничто не мешает фотонам улететь от черной дыры, если они летят от нее и отклоняться в ее поле, если летят мимо нее.

Природа отклонения фотонов гравитирующим телом не в том, что они притягиваются, а в том, что они идут по геодезической, а она задается искривлением пространства, которое в свою очередь задается гравитирующим телом.

Фотоны не пролетят мимо черной дыры только тогда, когда искривление геодезической таково, что она, как кратчайший путь, пройдет через непрозрачную часть черной дыры.

А все остальные элементарные частицы - да, они имеют массу, и даже еле уловимые нейтрино, и они должны в пределах горизонта событий неотвратимо падать на черную дыру.

И у этого обстоятельства есть важное следствие. Собственно, именно это соотношение поведения фотонов и элементарных частиц и может являться детектором черной дыры - если от какой-то довольно малой области исходящее излучение состоит существенно больше из фотонов чем из других частиц, то, косвенно, это признак того, что в этом направлении находится что-то фильтрующее массовые частицы.

Если же характер излучения не выявляет существенного разделения на массовые и безмассовые частицы, то в проверяемой области всего лишь что-то тяжелое или оно находится позади от самостоятельного источника излучения.

Нужно, конечно, понимать, что к фотонам относятся все виды электромагнитного излучения - и видимый свет, и радиоизлучение, и рентгеновское и тепловое инфракрасное.

Комментариев нет:

Отправить комментарий