ブラックホールは宇宙全体で最も強力な重力スポットであるため、実際に軌道に入るほど光を歪ませることはできますか？そして、ブラックホールをめぐるこの旅で生き残り、光を追うことができたらどうでしょうか。
視聴者からこの素晴らしい質問がありました。光がブラックホールを周回することは可能ですか？
最初にニュートンによって説明されたこの思考実験を考えてみましょう。あなたが遠くに砲弾を発射できる大砲を持っていたと想像してください。ボールはダウンレンジで飛んでから土にぶつかります。砲弾をより強く撃った場合、地面に激突する前にさらに飛びます。そして、もしあなたが砲弾を十分に強く撃って空気抵抗を無視することができれば–それは地球の周りをずっと移動するでしょう。砲弾は軌道に乗っています。地球に向かって落下していますが、地球の曲率は、地平線の真上で常に落下していることを意味します。
これは、砲弾、宇宙飛行士、衛星だけでなく、光でも機能します。これは、アインシュタインが重力の性質について行った大きな発見の1つでした。重力は質量間の魅力的な力ではなく、実際には時空の歪みです。巨大な物体の重力井戸に光が入ると、時空の曲率に従って曲がります。
遠い銀河、太陽、そして私たち自身の地球でさえ、それらの時空の歪みによって光がその経路からそらされます。しかし、ノットで時空を結びつけることができるのは、ブラックホールの信じられないほどの重力です。そして、はい、ブラックホールの周りに、光子でさえ軌道上を移動する領域があります。実際、この領域は「光子球」として知られています。
ブラックホールは遠くからでも、巨大なオブジェクトのように動作します。太陽を同じ質量のブラックホールに置き換えた場合、地球はまったく同じ方法で周回し続けます。しかし、ブラックホールにどんどん近づくにつれて、軌道に乗っているオブジェクトは、巨大なオブジェクトの周りを回転するので、より速く移動する必要があります。光子球は、ブラックホールの周りに持つことができる最後の安定した軌道です。そして、実際にこの高度で存在できるのは、光速で動く光だけです。
ブラックホールの光子球のすぐ近くにいるとしましょう。できないので、試さないでください。懐中電灯を一方向に向けると、ブラックホールを完全に周回した後、背後にある光を見ることができます。また、この地域で捕獲されたすべての光子の放射にさらされます。可視光線はきれいかもしれませんが、X線とガンマ線はオーブンのように料理してくれます。
光子球の下には暗闇しか見えません。そこには、イベントの地平線があり、光の帰りのポイントです。そしてその上に、ブラックホールの巨大な重力によって宇宙が歪んでいるのが見えます。空全体を見ることができます。通常、ブラックホールによって重力の周りを覆っているので、ブラックホールによって覆い隠される星ですら。素晴らしい場所であり、致命的な場所ですが、イベントの地平線を下回るはずです。
フォトン球に入ることができるとしたら、どのような実験をしたいですか？以下のコメントで教えてください。
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