¿Se puede romper el luz blanca en sus colores componentes cuando gravitacionalmente cambiada de puesto por un agujero negro, de una manera similar a lo que hace un prisma?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Soham Dasgupta
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La gravitación claramente puede cambiar la longitud de onda y la frecuencia, y que hace que, por ejemplo, para el desplazamiento al rojo cosmológico.
Pero con la velocidad de la luz se $c$ a nivel local, independiente de la frecuencia o de cualquier otra cosa -- nota: la independencia de la frecuencia o longitud de onda $k$ significa que no es dispersivo, ya que la dispersión es debido a las diferentes longitudes de onda que viajan a diferentes velocidades -- la gravitación no puede afectar a diferentes frecuencias de manera diferente en cualquier punto. No habría un efecto de arco iris puramente de cualquier agujero negro de dispersión o cualquier efecto gravitacional sobre la radiación electromagnética, la luz procedente lejos del agujero negro.
Usted podría tener efectos dispersivos si hay interacciones con cargos en la materia que son dependientes de la frecuencia. Que es la forma de separar los colores de un prisma. Y no puede ser dependiente de la frecuencia de astrofísica de interacciones. Y la gravitación puede variar por la distancia o la posición ciertamente, la luz blanca procedente de diferentes lugares puede ser desplazado hacia el rojo por la cantidad diferente, como se muestra en la imagen en la edición pregunta. Y si el agujero negro tiene chorros de partículas y radiación que se produce desde los alrededores de la materia que cae en (y mucho es radiada o generado apagado antes de ser absorbidos por el agujero negro), o de los discos de la materia orbitando alrededor de un agujero negro o que se desploma, no puede ser dependiente de la frecuencia de los efectos de las ondas electromagnéticas y partículas de energías observadas, ya que puede estar a diferentes distancias y por lo tanto diferentes campos gravitacionales. Y los procesos astrofísicos que puede ocurrir a diferentes energías y producir la radiación que dependen del proceso. Los agujeros negros con los discos alrededor de ellos o en las etapas de formación, por ejemplo, puede ser fuerte productores de
Pero, de nuevo, puramente una onda electromagnética acercarse a un agujero negro con poco o nada de la materia que se desploma o en órbita, que va a esparcir sin dispersión, no hay arco iris.
EDITAR PARA ARRIBA DE MCCLARY COMENTARIO A CONTINUACIÓN
Como se ha señalado por @McClary de abajo, el de arriba es cierto sólo para las longitudes de onda mucho menor que el agujero negro. Cuando son equivalentes a la dispersión y la absorción, son la longitud de onda depende. Que no viola que c es constante y en el mismo local, sólo que ondas con los bastante grandes longitudes de onda de interactuar en cualquier momento con una gran parte del campo gravitacional. Una pregunta más compleja. Ver mi comentario con una referencia a un trabajo, y hay otros.
APARTE DE EDICIÓN DE LA PREGUNTA DE LA IMAGEN
La imagen no es equivalente a la de un prisma, que desparrama angularmente por el color de la luz que entra desde el exterior. Es equivalente al desplazamiento al rojo cosmológico en el que la luz de las galaxias a distancias mayores son más rojas que los de más cerca en la distancia. No es un arco iris, pero a la distancia, o la gravedad del medidor.
PRINCIPALMENTE EN RESPUESTA ORIGINAL
Hay no corriente de la gravedad de las teorías que postulan una velocidad de la luz que es dependiente de la frecuencia. Uno de esos es por Smolin y Magueijo, no es de extrañar que se llama arco iris de la Gravedad. No se ha confirmado nada, medido o theoretized, y no se toma demasiado en serio ahora, pero que está ahí. Vemos en el arco iris de la teoría de la gravedad
En la gravedad cuántica, para la que aún no tenemos una teoría aceptada, hay trabajo que a medida que uno se aproxima a la longitud de Planck de la gravedad no es la misma geométrica de la teoría, y que, posiblemente, la invariancia de Lorentz se puede romper, y que la gravedad podría ser dispersivo. Uno de esos de papel donde trabajan con trivial disoersion las relaciones en arXive en https://arxiv.org/pdf/1605.04843v3.pdf. Tomar con un grano de sal, la gravedad cuántica es todavía incierta.
John Duffield
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Puede la luz blanca se divide en sus componentes de colores cuando la gravedad desplazado por un agujero negro, en una manera similar a lo que es un prisma?
No. La gravedad afecta a la luz de la misma manera, independientemente de la frecuencia. De manera similar que afecta a toda la materia de la misma, independientemente de si estamos tratando con una bala de cañón o una pluma, o un electrón o un protón. No separar la luz en diferentes frecuencias.
Podemos llamar a esto una lente gravitacional y la comparan a la luz blanca se separa por medio de un prisma, pero no es el mismo. El mecanismo de refracción en el vidrio no es el mismo como el mecanismo para la curvatura de la luz en el espacio. En el vaso de la velocidad de la luz es todavía c, pero la luz "rebota" por lo que no puede propagar a. c. Este efecto es dependiente de la frecuencia. Para una analogía, es algo así como caminar a lo largo de una concurrida acera. Usted está caminando en su regulares 4mph, pero no se puede caminar en línea recta, porque tienes que esquivar a los que se aproximan a la gente. Si eres un alto joven dando largas zancadas, está menos afectada que si eres un poco vieja dama tomando pequeños pasos. La luz roja tiene una longitud de onda más larga, y se refracta menos de luz violeta.
La curvatura gravitacional de la luz se dice que es "porque el espacio-tiempo es curvo". Esto no es estrictamente correcto, pero lo hace llegar a través del hecho de que la gravitacional de flexión de la luz no es dependiente de la frecuencia.
Steve C
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1
Mientras que en busca de una buena imagen para añadir a mi pregunta por la ilustración he encontrado la respuesta.
Los agujeros negros supermasivos y la relativista de gases de discos alrededor de ellos
Las siguientes imágenes representan un disco de acreción alrededor de un agujero negro como parece que un observador distante. Un relativista ray-tracer calcula el fotón de trayectorias; las imágenes pueden aparecer distorsionados como resultado de la lente gravitacional en la fuerte curva el espacio-tiempo.
En este primer conjunto de imágenes, estamos mirando el agujero negro súper masivo en el centro de nuestra propia Galaxia, la vía Láctea. Los colores brillantes muestran cómo las ondas de radio desde que brilla intensamente caliente de gas que fluye alrededor del agujero negro puede aparecer si se asigna más de un pequeño pedazo de cielo. El agujero negro se encuentra dentro de la mancha oscura en el centro de cada imagen. La luz No viene de cerca del agujero negro debido a su influencia gravitatoria es muy fuerte.
En estas imágenes de arriba, la luz roja y azul distinguir las ondas de radio que son alineados en direcciones diferentes (piense en un radio de antena apuntando vertical versus horizontal). El más a la izquierda de la columna de las imágenes muestra cómo la radio mapas puede mirar desde cerca del centro de la Galaxia, mientras que las otras columnas muestran cómo el mapa se puede observar desde la Tierra, con nuestra visión borrosa por el gas en el espacio interestelar, que actúa como niebla.
En las siguientes imágenes, el color indica el cambio de frecuencia de la observada luz a través de la cara de un disco de gas brillante, suponiendo que el gas es tan densa que es opaco como orbita alrededor del agujero negro. El rojo representa la luz que es de una frecuencia más baja y más en la longitud de onda de la luz representa en azul; la tendencia es representado como en los colores de un arco iris.
Estas imágenes tienen bastante técnico leyendas junto a ellos, pero ellos se describen los diferentes escenarios de flujos de gas; la mayoría tiene la fluidez de gas, uno muestra el efecto de la turbulencia; en algunos casos, el agujero negro central gira, en otros no lo es. Es importante para los astrofísicos para decidir si el agujero está girando, ya que será la guía de ideas sobre cómo los agujeros negros se forman y puede revelar cómo la fuerza de gravedad de las obras.
Tenga en cuenta que el evento "horizonte" mencionados a continuación se describe cómo cerrar algo puede llegar a un agujero negro sin ser arrastrados de una vez y para todos los tiempos. Un viaje desde nuestro mundo a través del horizonte es un billete de ida en el agujero negro, no hay devoluciones o cambios. El tamaño aparente del horizonte, como se infiere por un observador distante mirando el material que fluye cerca de él, puede revelar las propiedades del agujero negro, incluyendo su giro.
Esta imagen es una geométricamente disco delgado alrededor de un extremo Kerr (máximo de rotación) agujero negro, visto en una inclinación de 75 grados. El radio interior de este "Keplerian" (circular de rotación) disco está en el 1.24 R_g, donde R_g = G * M/c^2 es el radio gravitacional de un agujero negro con la masa M. El radio exterior es a las 6 de la R_g. Los colores se correlaciona con la frecuencia observada de la luz desde el disco; la franja blanca se divide desplazado hacia el rojo y blueshifted regiones. Tenga en cuenta que la asimetría de la apariencia del interior de la disco borde es el resultado de la trama-efecto de arrastre (gravitomagnetism) de agujero negro en rotación.
Un modelo turbulento de Schwarzschild disco que se muestra aquí. La turbulencia es necesaria para ayudar a que el material del disco perder momentum angular por lo que puede que se han conseguido en el agujero. Al hacerlo puede generar la poderosa radiación que observamos en los cuásares y galaxias activas. Este disco también ha finito espesor asociado con el tamaño de la turbulenta células (parches de color similar) en el exterior del disco. La caída libre de material dentro de 6 R_g es de suave textura; hay, sin turbulencia es necesaria para la acumulación en el agujero.
Este disco se encuentra alrededor de una de Schwarzschild (no giratorio) agujero negro. Se extiende desde cerca del horizonte a 2 R_g a unos 12 R_g, y se ve en un ángulo de inclinación de 30 grados. En general, los radios de material del disco es en órbitas circulares, pero en un radio de 6 R_g, estas órbitas se vuelven inestables. Así, a las 6 de la R_g, el material del disco comienza una "caída libre" de la órbita que se desplaza hacia el agujero. El mapa de color aquí (y en las imágenes de abajo) indica que sólo la relativa a los cambios en la frecuencia observada-la mayoría de los fotones en realidad son desplazados hacia el rojo.
Más información se puede encontrar en el enlace que se encuentra en la pregunta.
