Có THỂ QUỸ ĐẠO áNH SáNG MỘT LỖ ĐEN?

Send

Vì các lỗ đen là những điểm hấp dẫn mạnh nhất trong toàn vũ trụ, chúng có thể làm biến dạng ánh sáng đến mức nó thực sự đi vào quỹ đạo không? Và nó sẽ trông như thế nào nếu bạn có thể sống sót và theo dõi ánh sáng trong chuyến đi này quanh một lỗ đen?

Tôi đã có câu hỏi tuyệt vời này từ một người xem. Có thể cho ánh sáng quay quanh một lỗ đen?

Hãy xem xét thí nghiệm suy nghĩ này, lần đầu tiên được giải thích bởi Newton. Hãy tưởng tượng bạn có khẩu súng thần công có thể bắn một viên đạn từ xa. Quả bóng sẽ bay xuống và rơi xuống đất. Nếu bạn bắn đạn đại bác mạnh hơn, nó sẽ bay xa hơn trước khi đâm sầm xuống đất. Và nếu bạn có thể bắn đạn đại bác đủ mạnh và bỏ qua sức cản của không khí - nó sẽ di chuyển khắp Trái đất. Súng thần công sẽ ở trên quỹ đạo. Nó rơi xuống Trái đất, nhưng độ cong của Trái đất có nghĩa là nó liên tục rơi xuống phía chân trời.

Điều này hoạt động không chỉ với súng thần công, phi hành gia và vệ tinh, mà còn với ánh sáng. Đây là một trong những khám phá lớn mà Einstein đã thực hiện về bản chất của trọng lực. Gravity không phải là một lực hấp dẫn giữa quần chúng, nó thực sự là một biến dạng của không thời gian. Khi ánh sáng rơi vào trọng lực của một vật thể lớn, nó uốn cong để đi theo độ cong của không thời gian.

Các thiên hà xa xôi, Mặt trời và thậm chí Trái đất của chúng ta sẽ khiến ánh sáng bị lệch khỏi đường đi của chúng bởi sự biến dạng của không thời gian. Nhưng nó có trọng lực đáng kinh ngạc của một lỗ đen có thể buộc không thời gian trong các nút thắt. Và đúng vậy, có một vùng xung quanh một lỗ đen nơi mà ngay cả các photon cũng bị buộc phải đi theo quỹ đạo. Trên thực tế, khu vực này được biết đến với tên gọi là photon sphere hình cầu.

Từ đủ xa, các lỗ đen hoạt động như bất kỳ vật thể to lớn nào. Nếu bạn thay thế Mặt trời bằng một lỗ đen có cùng khối lượng, Trái đất của chúng ta sẽ tiếp tục quay quanh theo cùng một cách. Nhưng khi bạn càng ngày càng gần lỗ đen, vật thể quay quanh cần phải đi nhanh hơn và nhanh hơn khi nó quất xung quanh vật thể lớn. Quả cầu photon là quỹ đạo ổn định cuối cùng mà bạn có thể có xung quanh một lỗ đen. Và chỉ có ánh sáng, di chuyển ở, tốt, tốc độ ánh sáng, thực sự có thể tồn tại ở độ cao này.

Hãy tưởng tượng bạn có thể tồn tại ngay tại quả cầu photon của một lỗ đen. Mà bạn có thể, vì vậy hãy thử. Bạn có thể hướng đèn pin của bạn theo một hướng và nhìn thấy ánh sáng phía sau bạn, sau khi nó quay quanh lỗ đen hoàn toàn. Bạn cũng sẽ được tắm trong bức xạ của tất cả các photon thu được trong khu vực này. Ánh sáng nhìn thấy có thể rất đẹp, nhưng bức xạ tia X và gamma sẽ nấu cho bạn như một cái lò nướng.

Bên dưới quả cầu photon bạn sẽ chỉ thấy bóng tối. Dưới đó là chân trời sự kiện, điểm ánh sáng không quay trở lại. Và ở trên bạn, bạn sẽ thấy Vũ trụ bị biến dạng bởi lực hấp dẫn khổng lồ của lỗ đen. Bạn nhìn thấy toàn bộ bầu trời trong tầm nhìn của bạn, ngay cả những ngôi sao thường bị che khuất bởi lỗ đen, khi chúng quấn quanh trọng lực của nó. Nó sẽ là một nơi tuyệt vời và nguy hiểm chết người, nhưng nó chắc chắn nhịp đập rơi xuống dưới chân trời sự kiện.

Nếu bạn có thể đi xuống quả cầu photon, bạn muốn thực hiện loại thí nghiệm nào? Hãy cho chúng tôi trong các ý kiến dưới đây.