Agujero Negro Esfera De Fotones

Question

La esfera de fotones es una región esférica en el espacio donde los fotones se ven obligados a viajar en una órbita a $r = \frac{3GM}{c^{2}}$.

1. Es posible detectar estas esferas?

2. ¿Qué pasa si me caigo a través de ella?

3. ¿Qué sucede con un fotón que tangencialmente golpea el horizonte de sucesos, no esto también conducir a un fotón orbitando el agujero negro?

4. EDITAR Desde estrellas de neutrones, también podría tener un fotón de la esfera, ¿sabemos estrellas de neutrones que debe tener una esfera?

Answer 1

1. Los fotones de la esfera es de interés teórico sólo los fotones órbitas inestables [una piedra en la cima de una colina, en lugar de la parte inferior de un valle], por lo que en el mundo real no se que va a ser algo de enorme manada de fotones de detectar o de accidente a través, o algo como eso.

2. En la misma línea, si usted se cae a través de él, usted se cae a través de ella. Nada especial que le sucede a usted. Aparte del hecho de que es casi seguro que va a tener una mala experiencia , muy pronto, si no está ya.

3. No. El fotón es capturado si su parámetro de impacto (es decir, la distancia "de la más cercana de enfoque" en el agujero negro) es menor que el radio de la esfera de fotones. Esa es la definición de la esfera de fotones. En otras palabras, cualquier fotón que los enfoques desde la lejana espacio será capturada si su ruta que va dentro de la esfera de fotones. Sin embargo, un fotón emitido por un radial de la trayectoria de un objeto entre el horizonte de sucesos y la esfera de fotones puede escapar. Un fotón emitido por un objeto en el interior del horizonte de sucesos tiene a dónde ir sino hacia la singularidad.

4. Las estrellas de neutrones no tienen un fotón de la esfera. El radio de Schwarzschild de una estrella de neutrones es de unos 3 km, lo que significa que tienes que comprimirlo dentro de ese tamaño para crear un agujero negro. Esto significa que los fotones de la esfera de radio sería de unos 4,5 km, así que para tener un fotón esfera tendría que meter la estrella de neutrones más pequeño. [Advertencia: no intente Hacer esto en casa. Usted va a crear una supernova, con un agujero negro remanente.] Las estrellas de neutrones son en realidad más como 10-15 km de radio, por lo que no tienen fuertes de la suficiente gravedad como para hacer nada de eso.

Answer 2

Quiero comenzar diciendo que el original de la respuesta a la pregunta que hace un gran trabajo, pero me siento una pregunta como esta merece un análisis más en profundidad (y tal vez de la diversión) respuesta.

1. Los fotones de la esfera es el radio en el que la velocidad de una órbita circular es la velocidad de la luz. No podemos detectar que podemos detectar la Luna de radio alrededor de la Tierra; podemos medir, pero no hay realmente nada acerca de detectar. Los fotones de la esfera no tiene sustancia física alguna.

2. Si usted se cae a través de la esfera de fotones, estás en problemas. Ya que su velocidad no puede superar la velocidad de la luz, usted no puede ir lo suficientemente rápido en el periapsis de la hipótesis de una órbita a confiar en el movimiento de proyectiles trayendo de vuelta. Sin embargo, si usted tuvo algún tipo de sistema de propulsión (y creo que sería un poco tonto para acercarse a un agujero negro sin estar en un cohete o algo), que con seguridad podría establecer casi cualquier tipo de órbita alrededor del agujero en menos de la velocidad de la luz debido a que usted podría utilizar el cohete para disminuir la red de la fuerza centrípeta se localiza alrededor de usted.
En otras palabras, si usted está planeando un viaje dentro de una esfera de fotones, de gas de hasta el primero.

3. Este es un divertido pregunta. En casi todos los otros de la situación, el término velocidad de escape que realmente significa la velocidad de escape debido a que la dirección de la velocidad es irrelevante (siempre y cuando no se señaló en la gravitacional del cuerpo). Sin embargo, para un agujero negro, la velocidad de escape en el radio de Schwarzschild es una velocidad y su vector de dirección debe ser radial del agujero negro. La razón de esto es debido a la masiva efectos de la gravedad en ese punto (ningún retruécano previsto). Para que un planeta (dicen que la Tierra), el campo de gravedad tiene el conocido y medido el efecto de la curvatura/deformación espacio-tiempo. Pero para un agujero negro, en el horizonte de evento, la gravedad es tan fuerte que el espacio no es sólo curvo, es hecho caer en el agujero negro también! Te voy a dar que un momento para que se hunden en alguien que no ha escuchado eso antes....
Ok de momento. A la derecha de modo que en el horizonte de evento, tenemos esto, estás cayendo en el espacio y está cayendo en el. Para la Tierra, el espacio es curvo, pero relativamente estacionario. En cualquier dirección, siempre y cuando usted alcanza velocidad de escape, eres libre y claro. Pero cuando el espacio a su alrededor se cae en el agujero así, sólo se puede imaginar que si usted fuera a viajar en cualquier dirección que no sea radialmente hacia afuera en la velocidad de escape, el espacio-tiempo alrededor de arrastre con él de todos modos.
Así que vamos a volver y responder a la pregunta, si un fotón fueron a golpear el horizonte de sucesos de forma tangencial, y si el espacio no caer en el agujero, entonces seguro como uva de soda sería órbita circular (¿por qué uva de sodio? Porque en mi opinión, que es una bebida que parece bastante seguro de sí mismo). Pero vamos a tomar ese fotón en la órbita circular y, a continuación, hacer que el tejido del espacio comienza a caer en el agujero negro, el fotón es todavía en esa órbita circular; se revisarán los mismos puntos en el espacio una y otra vez, pero ya que los puntos en el espacio están cayendo hacia el interior, así como el fotón. Esta es también la razón por la órbita circular de la velocidad en los fotones de la esfera es igual a la velocidad de escape de un menor órbita; los fotones no se órbita circular en el sentido clásico donde a visitar el mismo punto en el espacio en forma periódica, en lugar que están visitando siempre nuevos puntos en el espacio, mientras que en el proceso de escapar, pero se ven obligados a mantener una distancia constante desde el agujero negro debido a que el espacio alrededor de ellos cae hacia adentro.

De lado: Esta también es la razón por la que los físicos dicen que una vez que en un agujero negro no existe. Es porque el tejido del espacio en el interior del horizonte de sucesos es la caída hacia la singularidad tan rápido que no importa el camino que su vez, la singularidad mirando en la cara. El horizonte de sucesos es la naturaleza de las Vegas; lo que sucede allí, se queda ahí.

4. Yo no soy mucho de un astrónomo, pero basado en el debate en los comentarios sobre la conveniencia o no de estrellas de neutrones pueden tener un fotón esfera, creo que puedo decir con más del 50% de certeza que no conocemos ninguna que debe tener uno.