что такое тень в физике

Тень: что это такое и почему мы ее отбрасываем?

Свет рождает тьму. На ее фоне он лучше заметен. Поговорим, о том, что такое тень. Существует даже театральное направление, связанное с игрой этого оптического явления. Художники так вообще не могут творить, не проникнувшись «законами светотени». Это они позволяют им сконструировать цветное или черно-белое изображение, так, чтобы оно выглядело объемным (реально вписывающимся в физику пространственных ощущений). Так что же это за феномен?

Что такое тень с точки зрения физики

Часть пространственных явлений имеют название «оптические». Имеется в виду те, которые мы ощущаем зрительным аппаратом. И в перспективе. «Чернота», падающая от объекта, касается не только чего-то твердого. Тень имеется у пара, у веществ в разных состояниях. У всего материального, видимого глазом. Это зрительно уловимый силуэт, который рождается на произвольной плоскости. Говоря языком чертежников, это проекция объекта. Но освещенного. Физик скажет: тень в мгновение появляется там, где какая-то поверхность препятствует прохождению света до конечной фигуры. В этом случае на самом препятствия виден силуэт фигуры.

Свойства тени

Существуют различные свойства теней. Самое главное – затемнение всегда возникает между предметом (про который мы условно говорим «отбрасывает тень» и источником света). Во-вторых, если мы упомянули проекцию – разговор об изменении контуров и размеров в зависимости от угла падения света. Ведь в разных случаях меняется и виртуальное пространство, на котором лежит заполненный темнотой контур. В-третьих, края тени, которые ближе к свету, всегда самые темные. Тут все на контрасте – свет ярче на фоне тени, а она сама – на фоне света.

Четвертое. Когда источников света несколько, то «чернота-проекция» это сумма теней, рожденных от каждого из них. Дальний свет – причина появления размытой тени. И наоборот.

К примеру, Солнце дарит мощную противоположность своему световому потоку лишь в разгаре дня. На восходе и закате тени размытые – почти не ощущаемые в изначально темной атмосфере.

Последняя особенность связана с размерами. Чем дальше уходит за горизонт источник освещения, становясь слабее, тем более размытой, но длинной становится тень. Вот почему ближе к полудню обсуждаемая темнота самая радикально черная. Но быстро укорачивается, исчезая полностью, когда естественное светило нашего мира стоит в зените: четко над головой.

Могут ли тени взаимодействовать между собой?

Поняв, почему появляется тень, не трудно догадаться, что иногда их может быть несколько. Но тени могут взаимодействовать лишь тогда, когда взаимодействуют объекты, их отбрасывающие.

Даже один предмет имеет возможность отбрасывать несколько теней. Если его освещают из разных осветительных приборов. Четче и насыщеннее по тону просматривается темнота более яркого светильника.

Как работают бестеневые светильники?

Однако ученые изобрели и бестеневые светильники (в некоторых отраслях затемнения затрудняют работу). Как так? Просто источники света равномерно расставляют по всему помещению. Одинаковый свет, падающий сразу с 360 градусов, не оставляет места для тени. При этом «мощность» света должна еще и рассеиваться специальной отражательной арматурой (матовое стекло, рефлекторы сетчатой или гнутой форм).

В метафорическом понятии обсуждаемый термин используют, описывая точную противоположность образу. «Теневые» качества личности – значит, те, которые считаются недопустимыми в определенном обществе (их человек держит «в тени»).

Источник

Что такое тень в физике

Очень часто мы замечаем, что если на пути лучей света оказывается какой-то непрозрачный предмет, то за ним образуется тень (рис. 1, а). Это одно из многочисленных наблюдений, показывающих, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно.

Поэтому при всевозможных геометрических, геодезических, астрономических и физических измерениях и построениях луч света в однородной среде принимают за прямую линию.

Если источник света не точечный, а протяженный, то наряду с полной тенью образуется полутень (рис. 1, б). Происхождение ее понятно из рисунка.

Однако даже в случае точечного источника света при внимательном рассмотрении границы тени можно заметить, что она несколько размыта: вблизи нее видны светлые и темные полосы. Это явление объясняется дифракцией света, о чем подробнее будет рассказано ниже.

ИЗОБРАЖЕНИЕ СОЛНЦА

В тени деревьев видны беспорядочно расположенные на земле светлые пятна различной величины, но одинаковой эллиптической формы. Их образуют солнечные лучи, проникающие через просветы в листьях деревьев (рис. 2). Эти светлые пятна и есть изображение Солнца.

Как же объяснить эллиптическую форму изображения Солнца?

Направим луч света на лист бумаги, располагая его перпендикулярно к падающему лучу; мы увидим круглое пятно. Поднимем лист выше — пятно становится меньше. Отсюда следует, что пучок лучей, образующих такое пятно, имеет форму конуса. Наклоним лист бумаги — пятно принимает форму эллипса.

Но почему же на земле получается изображение Солнца, а не отверстия?

Рассмотрим рисунок 3. На нем показаны ширма с маленьким отверстием CZ), предмет АВ и его изображение А₁В₁ на экране. Мы видим, что лучи, выходящие из какой-либо точки предмета (например, А) и проходящие через отверстие С, дают на экране изображение этой точки в виде пятна (А₁), размеры которого тем меньше, чем меньше отверстие и чем дальше точка (А) от него. Такие пятна получаются от всех точек предмета. Они дают изображение предмета АВ, которое тем менее размыто по краям, чем меньше отверстие и дальше предмет. Форма изображения при этом очень мало зависит от формы отверстия С. Если же источник света находится близко от отверстия, на экране получается светлое очертание отверстия, тем более отчетливое, чем меньше размеры источника света.

В темной комнате или в темном ящике (камера обскура), в одной из стенок которых (в ставне окна) проделано малое отверстие, можно отчетливо видеть не только Солнце, но и освещенные Солнцем ландшафты с движущимися в них предметами (рис. 4). Для получения четких изображений необходимо только подобрать величину отверстия.

Получение изображений в темной камере, видимо, было известно уже давно. Польский писатель Б. Прус в своем произведении «Фараон», написанном на основании изучения большого количества древнеегипетских документов, рассказывает о том, как жрецы в темной палатке показывали фараону картину битвы, происходящей на освещенном солнцем плато. Повелитель египтян и не подозревал, что все виденное им не божественное знамение, а очень простое физическое явление.

Наряду со светлыми пятнами в тени полезно пронаблюдать форму тени от различных предметов в лучах Солнца, Луны и других источников света.

Обратите внимание на вашу собственную тень на земле. Тень ног резко очерчена, тень головы расплывчата.

Поместите руку близко перед листом бумаги, вы увидите отчетливую тень. Отодвиньте руку от бумаги. Полная тень каждого пальца становится все уже, в то время как полутени увеличиваются, пока не сольются друг с другом. Все это происходит потому, что Солнце и другие источники света не являются точечными источниками.

Посмотрите на тень бабочки. Она круглая. Это теневое изображение Солнца. Объясняет это явление рисунок 3.

Возьмите лист бумаги и поместите его горизонтально так, чтобы на нем образовалась тень от вертикальной проволочной сетки (например, от проволочного забора). Удаляйте бумагу от сетки. На некотором расстоянии вы увидите, что тени горизонтальных проволок исчезли, в то время как вертикальные тени остались.

Как же объяснить это явление?

Представим себе проволоку разделенной на большое количество участков. Каждый участок в лучах, падающих наклонно, дает на экране тень в виде эллипса. Вертикальная проволока дает эллипсы, расположенные так, как показано на рисунке 5, а. Они перекрывают друг друга и дают сплошную линию. Эллипсы же, образованные участками горизонтальной проволочки, располагаются так, как показано на рисунке 5, б, они расплываются.

Поздней осенью, когда деревья уже сбросили свою листву, можно часто видеть тени от двух параллельных ветвей наложенными одна на другую. Ветвь, расположенная ближе к нам, дает четкую тень, дальняя — более широкую, расплывчатую (полутень). Удивляет здесь то, что при наложении этих теней посредине более темной из них мы видим светлую полосу, так что тень выглядит двойной. Причиной является наложение полутеней. Для объяснения этого явления начертим сечения двух ветвей (рис. 6): одной—диаметром 1 см, другой—0,5 см, расположив их центры на расстоянии 3 см друг от друга. На расстоянии 5 см от центра сечения толстой ветви расположим изображение протяженного источника света шириной 2 см и проведем от краев источника света прямые (лучи). На экране, отстоящем от центра тонкой ветви на расстоянии 10 см, обнаружим области полной тени (ВС, В’С’), полутени (АВ, А’В’) и отсутствия ее (СС’).

Источник

Что такое тень в физике

Войти

Авторизуясь в LiveJournal с помощью стороннего сервиса вы принимаете условия Пользовательского соглашения LiveJournal

Больше, чем физика. Часть 7. Игра теней

Все эти дни я рылся в старинных трудах о людях, потерявших тень.
В одном исследовании автор, солидный профессор, рекомендует такое средство:
хозяин тени должен крикнуть ей: «Тень, знай свое место» –
и тогда она опять на время превращается в тень.
Евгений Шварц «Тень»

Физика изучает объекты и явления материального мира. Все объекты состоят из материальных носителей – элементарных частиц, обладающих массой и энергией. Но есть и нечто, чего физика касается, но оно, тем не менее, не состоит ни из каких материальных носителей, не обладает ни массой, ни энергией, и всё-таки присутствует в нашем мире. Речь идёт о, так называемых, псевдообъектах. Одним из самых известных псевдообъектов является тень.

Что такое тень, с точки зрения физики? Это область пространства с отсутствием, или с недостатком света. Но в то же время есть не только физическое, но и мистическое понимание тени. Ещё древние люди понимали, что тень принципиально отличается от материальных объектов, и наделяли её некими таинственными свойствами. В частности тенями издревле называли души умерших. И такая связь тени с потусторонним миром (который тоже часто называют миром теней) объяснима. Раз сущность тени не вписывается в рамки материального мира, значит, тень это что-то, что лежит за гранью материального мира. Мы уже говорили, что, к примеру, за гранью материального мира лежит чёрная дыра, по другим причинам, чем тень, но чёрная дыра тоже не вписывается в наш материальный мир. И тоже – чёрная, что характерно.

Что ещё такое тень, чисто геометрически? Это – проекция тела на плоскость. Лучи света не могут пройти сквозь какое-то тело, и за телом образуется область с недостатком света. А на поверхности, расположенной за телом, мы видим тень. При этом тень может сильно отличаться по форме от породившего её объекта.

Многие, наверное, помнят эпизод из «Ну, погоди!», когда волк в трюме корабля, святя фонариком, ищет зайца, а заяц с помощью своих рук (или лап) создаёт ужасные тени. Это очень похоже на то, что часто происходит в средствах массовой информации и в интернете. Нам показывают что-то чудовищное, к примеру, войну в Крыму, а, на самом деле, никаких чудовищ нет, просто сидит зайчик и как-то шевелит лапками. И, в результате, о войне в Крыму меньше всех знают жители самого Крыма, вернее, они точно знают, что никакой войны у них нет. А весь остальной мир пребывает в ужасе от игры теней.

И это тоже не случайно, поскольку тень имеет непосредственное отношение и к самим средствам массовой информации, и к интернету. Ведь тень, хотя и не является носителем энергии, тем не менее, является носителем информации. Как правило, искажённой информации. Ещё и поэтому тень в культуре часто воспринималась зловеще. Но о природе информации мы поговорим как-нибудь отдельно. А пока непосредственно о тени.

Есть знаменитая пьеса Евгения Шварца, созданная по мотивам одной из сказок Андерсена, которая так и называется: «Тень». Там сюжет строится на том, что тень отделяется от своего хозяина и начинает жить собственной жизнью, в конце концов, чуть было, не уничтожив своего хозяина.

Это была необходима ремарка, а теперь вернёмся к Алексею Толстому и его «Аэлите». Что описано в этом романе? Там описан умирающий мир Марса, куда прилетели два земных космонавта. В основе религии этого умирающего марсианского мира лежит легенда, о пастухе, который призывал людей стать тенью для зла.

И тут, не смотря на видимую схожесть, принципиальное отличие от того, чему учил Лев Толстой и, что делал народ Индии во главе с Махатмой Ганди. У Ганди речь шла о ненасильственной борьбе со злом, а в легенде о марсианском пастухе речь идёт о том, чтобы спрятаться от зла. Марсиане у Алексея Толстого следуют этому, прячутся от зла, становятся тенями, и обрекают свой мир на гибель.

Причём, в том момент, когда на Марсе появляются два земных гостя, марсиане уже понимают, что они обречены, и владыка планеты говорит им: «Оставьте нас в покое, дайте нам достойно умереть». Вот это желание умереть, оно всегда приходит вслед за решением прекратить борьбу со злом. Воля к смерти проистекает из желания стать тенью для зла.

Странно получается, что к смерти человека ведёт желание комфорта. Ведь что такое, стать тенью для зла? Это значит, на обывательском языке: «хорошо устроиться», так, чтобы ни я никого не трогаю, ни меня, пожалуйста, не трогайте. И если посмотреть на марсианский мир, описанный Алексеем Толстым, то он не настолько мрачен, как может показаться. Там описана марсианская столица Соацера, город, в котором люди живут вполне сыто, благополучно, как-то развлекаются, но, в основном, только и делают, что развлекаются. И, в то же время, тяготеют к смерти, причём тяготеют на столько, что даже владыка планеты, то есть, человек, которого само его положение обязывает быть наиболее активным, призывает землян дать марсианам достойно умереть.

Тут город Соацера из романа «Аэлита» перекликается с другим выдуманным местом – Дурацким островом из сказки Носова «Незнайка на Луне». Вообще и в «Аэлите», и в «Незнайке на Луне» описан один и тот же сюжет: коммунистические пришельцы с Земли попадают на другую планету, где царит капиталистический мир. Но чем лунный капитализм Носова отличается от марсианского капитализма Толстого? Тем, что у Носова мы видим, хоть и весьма неприглядный, но всё же живой капитализм, готовый за себя драться. У лунных капиталистов мы видим волю к жизни. И если у марсианских капиталистов местом, где все развлекаются и ничего не делают, является их столица, то у лунных капиталистов такое место отнесено на остров в океане.

Если кто не читал, то на Дурацкий остров на Луне ссылали бездомных, безработных и прочих, не вписавшихся в систему людей, где они целыми днями развлекались, но со временем превращаются в баранов. То есть, Дурацкий остров – это та самая зона комфорта, которая ведёт человека к смерти. И лунный капитализм Носова совершенно правильно отгородился от этой зоны комфорта океаном, а на материковой Луне идёт жёсткая, некрасивая до омерзения борьба всех против всех. Но, несмотря на все свои недостатки, это всё-таки жизнь.

Зачем я всё это рассказываю? Затем, что у Носова описан тот капитализм, который был. Жестокий, но здоровый. А у Алексея Толстого описан тот капитализм, который скоро будет, или уже есть. Комфортный, но ведущий к смерти. И если вы не поняли, причём тут тень, то тот капитализм, который на нас наступает – это и есть тень того капитализма, который был.

Сто лет назад жили какие-то акулы капитализма: Генри Форд, Джон Пирпонт Морган, Джон Рокфеллер, это были люди более, или менее, жестокие, но с колоссальной волей к жизни. Можно говорить, что Генри Форд – это капитализм с человеческим лицом, а Джон Рокфеллер – это жестокий оскал капитализма, но при всех их различиях, этих людей роднила воля к жизни. Те же, кто занял их место сейчас – это их тени. Сначала на смену этим акулам пришли расслабленные потомки, не желающие бороться, а желающие комфорта, а потом пришли уже потомки потомков, отравленные волей к смерти.

Но до какого-то времени мир мог спастись, потому что, кроме глобального капитализма, существовал глобальный социализм в лице Советского Союза и его сателлитов. Да, у глобального социализма тоже было много недостатков, и Сталин по своим чисто человеческим качествам, возможно, был ещё хуже Рокфеллера, но социалистический лагерь – это была альтернативная система, не поражённая волей к смерти.

Тоже до поры до времени. Потом и в социалистический мир пришло сначала желание комфорта, а затем и та самая воля к смерти. На смену настоящему советскому пришла его тень, которую принято называть нехорошим словом «совок», а закончилось всё перестройкой и гибелью Советского Союза. Поскольку социалистический мир был чисто физически (по территории, по населению, по экономике) значительно меньше капиталистического, то и погиб он быстрее.

И что же делать теперь? Когда Советского Союза как альтернативы отравленному волей к смерти капитализму нет, а сам капитализм желает только одного: достойно умереть? Причём, достойно для него, означает, вместе с человечеством. На что тут можно рассчитывать?

В своё время, нечто подобное уже происходило в истории человечества. Правда, не в глобальных масштабах, а в масштабах Средиземноморья. Есть такое устоявшееся выражения: Римская империя времён упадка. Римская империя прошла те самые этапы, что и глобальный капитализм. От воли к жизни, через желание комфорта, к воли к смерти.

Римская империя логично погибла, но Средиземноморье спаслось, благодаря новой восточной империи со столицей в Константинополе. Когда весь античный мир катился к неминуемой гибели, возник альтернативный, в том случае, христианский субъект, через который и спаслось Средиземноморье.

Применительно к нашему времени таким субъектом мог бы стать Советский Союз, но, как мы знаем, не стал. Может быть, таким субъектом, через который спасётся человечество, станет союз стран Латинской Америки. Может быть, таким субъектом станет один из азиатских гигантов – Индия, или Китай. А может быть, те народы, которые создавали СССР, снова создадут что-то новое, новую версию Советского Союза, в которой будут учтены и устранены недостатки старого Союза. По-крайней мере, та цепочка событий, которая получила название Русская весна, даёт нам такие надежды.

В любом случае, свою задачу я вижу в том, чтобы, в силу своих возможностей, создавать такой альтернативный субъект, через который спасётся человечество. Потому что, после того, как тень окончательно сожрёт своего носителя – глобальный капитализм, должно остаться что-то, что не будет съедено тенью, что не будет тенью для зла, что скажет тени: «Знай своё место!». Я в этом заинтересован лично. И мой цикл – это мой маленький вклад в создание спасительного субъекта. Поэтому «Больше, чем физика» будет продолжена.

Источник

Что такое тьма и какова ее скорость?

Скорость света является одной из важнейших констант в физике. Впервые оценку скорости света дал датский астроном Олаф Рёмер в 1676 году. Однако ученым, который установил, что именно свет задает верхний предел достижимой скорости в нашей Вселенной, равняющийся почти 300 000 километрам в секунду, был именно Альберт Эйнштейн. И все же, согласно той же теории Эйнштейна, все в этой Вселенной относительно, включая движение. Это, в свою очередь, заставляет задать вполне логичный вопрос: какова же скорость полной противоположности света – тьмы?

Мы далеко не первые, кто задает этот вопрос, однако портал Gizmodo решил глубже в нем разобраться и по этому случаю обратился к одним из самых уважаемых и знаменитых ученых, исследователям, теоретикам, экспертам по черным дырам и квантовой физике. Что интересно, у всех них нет единого мнения на этот счет. Одни считают, что тьма может обладать такой же скоростью, как и свет. Другие считают, что она может быть бесконечно медленнее. Третьи уверены, что все будет зависеть от той точки зрения, с которой вы будете смотреть на этот вопрос.

Джордж Массер — Редактор журналов Scientific American

Редактор журналов Scientific American и Nautilus, автор книг «Жуткое дальнодействие: феномен, переосмысливающий понятия пространства и времени. Значение феномена в теории черных дыр, теории Большого взрыва и Теории всего», а также «Полное руководство по теории струн для идиотов»

«Скорость тьмы? Самый простой ответ – скорость тьмы равна скорости света. «Выключите» Солнце, и наше небо станет темным через восемь минут после этого момента. Но это же скучный ответ! Нет, ну правда! Во-первых, то, что мы привыкли называть «скоростью света» является скоростью распространения, и это не всегда решающий фактор. Тень, падающая на ландшафт, отбрасывается объектами. И особенность этих объектов, а также удаленность от них, будет определять, с какой скоростью она будет падать.

Например, вращающийся прожектор маяка освещает окружение с регулярным интервалом. Однако относительная скорость затемнения окружения возрастает с возрастанием дистанции до самого маяка. Если отойти от маяка достаточно далеко, то тень будет настигать вас быстрее, чем скорость распространения света. То же самое, например, происходит с нейтронными звездами в космосе. Другими словами, в данном случае скорость света будет означать лишь задержку. Даже если маяк будет направлен прямо на вас, вы увидите свет не сразу, а с некоторой задержкой. Однако это никак не повлияет на ход событий, которые вы будете видеть, находясь на своем месте.

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.

Но есть ли вообще такое понятие, как тьма? Точнее, понятие есть, но есть ли сам феномен? Даже если вы «выключите» Солнце, Земля не погрузится в полную беспроглядную тьму. Свет от звезд, туманностей и даже самого Большого взрыва будет освещать ваше небо в данном случае. Сама планета и все, что на ней находится, включая наши тела, тоже излучают свет. И это будет видно в инфракрасном диапазоне. Даже если вы каким-то образом нашли способ «выключить» Солнце, то даже в этом случае оно будет излучать определенный уровень свечения чуть ли не вечно. На ваш век и на многие века вперед хватит точно. То есть пока у нас имеется возможность видеть, мы будем видеть. Ни один оптический датчик не в состоянии определить полную тьму, потому что даже если рядом нет никаких источников света, имеющиеся квантовые флуктуации тоже будут производить очень легкие вспышки света. Или взять хотя бы черные дыры – самые темные из предполагаемых объекты. Даже они способны излучать некоторый процент света, согласно некоторым теориям. В физике, в отличие от сферы межличностных отношений, свет всегда «побеждает» тьму.

Тьма – это не физическая категория, это скорее относительное состояние. Даже не так. Это субъективное восприятие состояния. Фотоны могут отражаться, а могут и не отражаться, клетки сетчатки могут запускать процессы работы памяти, но не могут объяснить субъективное ощущение темноты, так же как и волны не могут быть представлены чем-то большим, чем нашим опытом наблюдения за цветом или звуком. Наш субъективный опыт время от времени изменяется, однако отдельно взятые части этого опыта лежат вне времени. И в этом смысле можно говорить о том, что тьма сама по себе не обладает скоростью.

Что есть скорость в общем понимании? И есть ли она вообще? Она заранее предполагает наличие некоего пространства, в котором ее можно измерить. Однако многие ученые, работающие с квантовой физикой — миром, где привычные понятия обычной физики нередко становятся бесполезными, — считают, что само по себе пространство является одной из производных более фундаментального уровня реальности, где вообще нет таких понятий, как положение, дистанция или та же скорость».

Ави Лоэб — Профессор астрофизики Гарвардского университета

Профессор астрофизики Гарвардского университета, основатель проекта изучения черных дыр Black Hole Initiative (BHI)

«Притягиваемая к центру черной дыры материя достигает скорости, близкой к скорости света. Все, что попадает в пределы так называемого горизонта событий черных дыр, не имеет возможности вырваться. Даже свет навечно запечатывается внутри горизонта событий. С учетом этого черные дыры можно рассматривать как некие тюрьмы вечной тьмы. Но это не так.

Звезда, подобная Солнцу, может быть «спагеттифицирована» в поток газа, пройди она рядом с массивной черной дырой, как, например, той, что находится в центре нашей галактики Млечный Путь и чья масса равна 6 миллиардам солнечных масс.

Однако при падении в черную дыру материя может создавать между собой трение и нагреваться. Конечным результатом этого трения становится излучение. Если темпы аккреции (процесса приращения массы) будут достаточно велики, то давление исходящего излучения потенциально будет способно уберечь дополнительную окружающую материю от падения. У многих из наиболее массивных черных дыр во Вселенной, обладающих массой миллиардов солнц, наблюдается максимально возможный показатель аккреции».

Нил Деграсс Тайсон — Астрофизик, доктор философии по физике

Астрофизик, доктор философии по физике, писатель, популяризатор науки, директор планетария Хейдена в Американском музее естественной истории на Манхэттене. Ведущий научно-популярного сериала «Космос: пространство и время»

«Скорость тьмы, значит… С учетом того, что сама тьма является результатом прекращения действия света? Если скорость света представлена константой, то скорость тьмы будет прямо противоположной константой скорости света. Если свет — это вектор, он обладает величиной и направлением, то… говоря о его отрицательном значении, мы будем говорить о его обратном направлении. Тьма в этом случае является обратным направлением, а не прямым. Я бы сказал, что тьма обладает прямо противоположным отрицательным значением скорости света».

Сара Кодилл — Доктор наук из Центра изучения гравитации

«Сила гравитации черных дыр настолько велика, что даже свет не способен ее избежать, после того как попадает в радиус ее горизонта событий – невидимых границ, создающих точку невозврата. Так как черные дыры обладают такой сильной гравитацией, то на наблюдения, осуществляемые за пределами этого сильного гравитационного поля, будет оказывать влияние эффект замедления времени.

Предположим, что вдалеке от черной дыры находится сторонний наблюдатель, который видит, как в черную дыру падает некий светящийся объект. С позиции наблюдателя этот светящийся объект сначала замедлит свою скорость, а затем «потухнет», став настолько тусклым, что его невозможно будет увидеть. Наблюдатель даже не сможет увидеть, как объект пересечет границу горизонта событий.

Если рассмотреть ситуацию с точки зрения материи, падающей в эту черную дыру. Представим теперь черную дыру, окруженную облаком светящегося газа. Это облако образовано разорванной на части звездой, проходившей слишком близко от этой черной дыры. Это газовое облако будет представлено в виде приплюснутого диска, также называемого аккреционным диском. Так вот, газ этого диска в конечном итоге будет полностью поглощен черной дырой, но произойдет это не сразу.

Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.

Дело в том, что существует предел скорости, зависящий от силы давления излучения разогретого газа, которое будет оказывать сопротивление действию внутренней силы гравитации самой черной дыры. В конечном же итоге, как только весь газ будет поглощен черной дырой, ее размеры увеличатся. Например, если взять черную дыру, чья изначальная масса будет в 10 раз превосходить массу нашего Солнца, а темпы ее аккреции массы будут достигать максимального предела (так называемого предела Эддингтона), то примерно через миллиард лет масса этой черной дыры достигнет массы, в 100 миллионов раз превосходящей массу нашего Солнца».

Давид Рейце — Научный руководитель обсерватории ЛИГО

Научный руководитель Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (ЛИГО)

«В основном все будет зависеть от того, являетесь ли вы той материей, которая поглощается бесконечной бездной черной дыры, или же вы находитесь достаточно далеко от места события и являетесь бесстрастным наблюдателем события падения кого-то или чего-то другого в эту самую бездну. Если вам не повезло и вы оказались на месте первого, то скорость будет очень большой. Вероятнее всего, речь будет идти о показателях, близких к скорости света.

Если же вы оказались на месте второго и находитесь достаточно далеко от черной дыры, то скорость, с которой будет поглощаться материя черной дырой, будет казаться вам заметно сниженной благодаря эффекту гравитационного замедления времени. Согласно ему, «часы» под воздействием гравитационного поля идут медленнее, а под воздействием очень сильного гравитационного поля – еще медленнее, что будет справедливо как раз с приближением к горизонту событий черной дыры.

Под словосочетанием «достаточно далеко» я имею в виду то, что вы в своей локальной системе координат будете оставаться неподвижным относительно черной дыры (то есть не будете в нее притягиваться) и ваша локальная система времени не будет находиться под воздействием гравитационного поля этой черной дыры. В этом случае для человека, находящегося за пределами воздействия черной дыры, будет казаться, что объект или материя будут двигаться к горизонту событий черной дыры бесконечно долго».

Ньяеш Афшорди — Астрофизик кафедры физики и астрономии Университета Ватерлоо

Астрофизик кафедры физики и астрономии Университета Ватерлоо, а также заведующий кафедрой космологии и гравитации в Институте теоретической физики «Периметр» в Канаде

«Я считаю, что скорость «тьмы» бесконечна! В классической физике под общим понятием тьмы космоса может рассматриваться просто пустой вакуум. Однако благодаря квантовой механике мы знаем, что на самом деле никакой тьмы и пустого космоса не существует. Даже если вам кажется, что здесь нет источников света, которые мы могли бы увидеть, этим источником могут быть флуктуации электромагнитных полей. Даже внутри гравитационных волн, разрезающих пространство-время и обнаруженных лабораторией ЛИГО совсем недавно, должны присутствовать эти квантовые флуктуации.

Все самые свежие новости из мира высоких технологий вы также можете найти в Google News.

Проблема заключается в том, что уровень гравитации в этой квантовой ряби – бесконечен. Другими словами, в настоящий момент не существует довольно убедительной теории квантовой гравитации, с которой могло бы согласиться большинство ученых. Нужный ответ на вопрос может скрываться в самой возможности скорости «тьмы», то есть квантовой ряби достигать бесконечного значения (или становиться сколь угодно большим), особенно в малых масштабах и на короткий промежуток времени. Разумеется, это лишь предположение, однако мне кажется, что именно в этом заключается эффективный способ понимания принципа и сути Большого взрыва, черных дыр, темной энергии и квантовой гравитации».

Источник