Что покажет камера, падающая в чёрную дыру?

Недавно один из наших читателей прислал нам следующий вопрос:

Здравствуйте. Гипотетически, если по направлению к чёрной дыре мы запустим зонд с камерой. который будет в режиме реального времени передавать видеосигнал нам, находящимся на безопасном расстоянии, то что мы увидим?

Действительно, ничто не мешает нам провести такой мысленный эксперимент. По мере приближения камеры к чёрной дыре будет гравитация будет расти, и как следствие — время для космического аппарата с камерой будет замедляться по мере приближения к чёрной дыре. Такой эффект вы могли видеть, например, в фильме Интерстеллар.

Что покажет камера, падающая в чёрную дыру?

Вследствие этого возникнет интересный эффект: если камера в обычных условиях передаёт, скажем 25 кадров в секунду, то по мере приближения к чёрной дыре мы будем получать от камеры все меньшее и меньшее количество кадров в секунду.

Иными словами сигнал от камеры будет испытывать гравитационное красное смещение: длина волны сигнала от камеры будет увеличиваться, причем чем ближе камера будет к чёрной дыре, тем быстрее будет происходить смещение.

Что покажет камера, падающая в чёрную дыру?

Если бы на космическом аппарате с камерой был наблюдатель, то с его точки зрения камера так и продолжала бы снимать 25 кадров в секунду, но из-за гравитационного замедления времени одна секунду. Но в системе отсчёта наблюдателя, находящегося далеко от чёрной дыры время будет течь гораздо быстрее.

Количество кадров в секунду, которое мы будем принимать от такой камеры сперва начнёт уменьшаться, а затем промежуток времени между отдельными кадрами увеличится до часов, дней, лет, столетий, тысячелетий и так далее.

Что покажет камера, падающая в чёрную дыру?

Для фиксации такого смещающегося в область длинных волн сигнала нам понадобится специализированное оборудование, кроме того, также нужно будет решить проблему помех, создаваемых падающим на чёрную дыру веществом. Впрочем это проблем чисто технического свойства, которые можно будет решить с помощью специально разработанного приёмного оборудования, а также применения помехоустойчивого кодирования сигнала.

Читайте также:  Вероятно, обнаружена первая экзопланета в другой галактике

Что покажет камера, падающая в чёрную дыру?

Итоговая картинка, переданная камерой зависит от массы чёрной дыры, на которую она падает. Если камера будет падать на чёрную дыру звёздной массы (массы таких чёрных дыр обычно варьируется от 5 до нескольких десятков масс Солнца), то приливные силы чёрной дыры разорвут космический аппарат вместе с камерой еще на подлёте. Это связано с тем, что неоднородность гравитационного поля такой чёрной дыры сильно повышается по мере приближения к ней. В результате внутри твёрдого тела возникают приливные силы вызванные этой неоднородностью и в какой-то момент времени тело (в нашем случае это аппарат с камерой) будут просто разорваны на атомы.

Что покажет камера, падающая в чёрную дыру?

Всё что мы увидим на видео в таком случае это аккреционный диск чёрной дыры состоящий из раскалённого, вращающегося во круг чёрной дыры вещества и совершенно черный шар в середине — горизонт событий.

Более интересную картинку покажет камера падающая в сверхмассивную чёрную дыру. На первый взгляд это может показаться странным, но гравитаионное поле сверхмассивных чёрных дыр гораздо более однородно и поэтому космический аппарат с камерой имеет все шансы достичь горизонта событий целым и невредимым.


По мере падения камеры в гравитационный колодец чёрной дыры её угол обзора начнёт уменьшаться, до тех пор пока весь свет от вселенной не выродится в маленькую синюю точку, в момент прохождения горизонта событий даже эта точка исчезнет и наступит полная темнота.

После того, как камера пересечёт горизонт событий она по видимому продолжит съемку, вот только до нас сигнал переданный ею уже никогда не дойдёт Да и дождаться пересечения камерой горизонта событий также вряд ли получится: на это уйдут миллиарды лет.

Источник

Читайте также:  Почему у Земли есть магнитное поле, а у Марса и Венеры нет?

Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий