Когда исчезает фотон?

[Mentat]

Допустим нечто ипустило фотон строго наружу изнутри горизонта событий черной дыры. Фотон краснеет, так? Энергия фотона заключена в колебаниях вектора напряженности, так?
По идеи, фотон должен потерять всю энергию на самом горизонте, в тот самый момент как достигнет его, так?
Но когда он уже очень близко к горизонту, его длина волны так растягивается, что уходит за горизонт, и по мере его приближения эта точка "выхода" - обнуления вектора напряженности (полагаем свет линейно поляризованым) удаляется все дальше и дальше, и с тех пор как она пересекает горизонт, и до тех пор пока сам фотон не достигнет горизонта - в чем заключена его энергия? Ведь ничего не колеблется. Но энергия еще есть. И можно ли вообще считать это фотоном на данном промежутке? И если нет - то в какой именно момент ичезает фотон?

[Munin]

Mentat в сообщении #605125 писал(а):

Допустим нечто ипустило фотон строго наружу изнутри горизонта событий черной дыры. Фотон краснеет, так?

Нет, не так. Прежде всего, фотон движется по светоподобным геодезическим. А они изнутри наружу горизонта событий чёрной дыры просто не идут. Все идут внутрь. И чтобы говорить "фотон краснеет", нужно предоставить две системы отсчёта, в которых он мог бы быть измерен до и после покраснения. А если он не выходит из чёрной дыры, то вторую такую систему отсчёта предоставить нельзя.

Mentat в сообщении #605125 писал(а):

Но когда он уже очень близко к горизонту, его длина волны так растягивается, что уходит за горизонт

Длина волны фотона - это пространственноподобное расстояние между двумя его волновыми фронтами, точнее, между какими-то точками, выбранными на этих фронтах (поскольку если их не выбрать, то результат получится какой угодно). Чтобы говорить, что длина волны фотона растягивается, надо, чтобы волновой фронт вышел за горизонт, а этого не будет никогда.

Более того, волновые фронты движутся от горизонта, так что в проекции на шварцшильдовскую координату $r,$ длина волны такого фотона вообще отрицательна.

Mentat в сообщении #605125 писал(а):

в чем заключена его энергия? Ведь ничего не колеблется. Но энергия еще есть.

Если вы не в курсе, энергия есть и у стационарного электрического и магнитного поля,

$$W=\dfrac{E^2+H^2}{8\pi}.$$

В школе это проходят в десятом классе.

Mentat в сообщении #605125 писал(а):

И если нет - то в какой именно момент ичезает фотон?

Никуда он не исчезает, разумеется. Просто из чёрной дыры не выходит.

[muhomor]

Фотон же считают не имеющим массы он должен покидать чёрную дыру?

[Munin]

Чтобы покинуть чёрную дыру, не иметь массы мало. Надо иметь массу мнимую.

[muhomor]

Munin в сообщении #605139 писал(а):

массу мнимую.

мнение у меня такое что у фотона всётаки есть масса но очень маленькая

[Munin]

Если бы это было так, бозона Хиггса бы не было.

[Mentat]

Munin в сообщении #605132 писал(а):

А они изнутри наружу горизонта событий чёрной дыры просто не идут.

Ну, фотон излучен строго по направлению от центра, и я предполагал линию до горизонта, а не наружу.
И мы же знаем, что свет удаляясь от гравитирующих объектов краснеет.

Munin в сообщении #605132 писал(а):

(поскольку если их не выбрать, то результат получится какой угодно)

Выберем нули напряженностей.

Munin в сообщении #605132 писал(а):

Более того, волновые фронты движутся от горизонта, так что в проекции на шварцшильдовскую координату длина волны такого фотона вообще отрицательна.

Можно поподробнее?

Munin в сообщении #605132 писал(а):

Никуда он не исчезает, разумеется.

Но разве можно считать нечто, что обладает стационарным полем - фотоном??

[Munin]

Mentat в сообщении #605147 писал(а):

Ну, фотон излучен строго по направлению от центра, и я предполагал линию до горизонта, а не наружу.

Линия, по которой фотон излучён, не будет приближаться к горизонту, а будет удаляться от него, и в конечном счёте попадёт в сингулярность (если дыра шварцшильдовская).

Mentat в сообщении #605147 писал(а):

Выберем нули напряженностей.

Я уже про них написал, это волновые фронты. Этого недостаточно, надо выбрать конкретные точки пространства-времени.

Mentat в сообщении #605147 писал(а):

Можно поподробнее?

Изучите, как устроены чёрные дыры. Я рекомендую Пенроуза "Структура пространства-времени".

Mentat в сообщении #605147 писал(а):

Но разве можно считать нечто, что обладает стационарным полем - фотоном??

Внутри чёрной дыры вообще нет ничего стационарного - всё падает на сингулярность. И фотон, пока движется по светоподобным геодезическим, конечно, тоже не может быть назван стационарным, как бы эти геодезические ни были расположены, даже если речь о фотоне, навечно зависшем на горизонте событий. В локальной системе отсчёта он движется со скоростью света. Строго говоря, навечно зависнуть на горизонте событий может только один волновой фронт, а остальные разойдутся от него внутрь и наружу.

[Mentat]

Munin в сообщении #605153 писал(а):

Строго говоря, навечно зависнуть на горизонте событий может только один волновой фронт, а остальные разойдутся от него внутрь и наружу.

Вот, зависнет... Не исчезнет... Это, по сути, отвечает на все мои вопросы.

Munin в сообщении #605153 писал(а):

Я рекомендую Пенроуза "Структура пространства-времени".

Обязательно почитаю. Спасибо.
Но мне все еще неясно, что же там происходит вблизи горизонта. Если после прочтения не пойму - вернусь в тему.

[Munin]

Mentat в сообщении #605164 писал(а):

Вот, зависнет... Не исчезнет... Это, по сути, отвечает на все мои вопросы.

Нет, вы же сказали "изнутри горизонта", а тот фотон, о котором говорил я, должен быть испущен на горизонте.

Mentat в сообщении #605164 писал(а):

Но мне все еще неясно, что же там происходит вблизи горизонта. Если после прочтения не пойму - вернусь в тему.

Именно для этого и рекомендую почитать. Всё становится прозрачным после перехода к координатам Эддингтона-Финкельштейна.

[KVV]

Munin в сообщении #605146 писал(а):

Если бы это было так, бозона Хиггса бы не было.

Т.е. для работы хиггсовского механизма фотон обязательно должен иметь нулевую массу? И так во всех моделях?

[Munin]

За все модели не скажу, но та логика, благодаря которой предсказали хиггс, подразумевает безмассовость фотона. Всё крутится вокруг калибровочной инвариантности. Если она есть - частица-переносчик безмассова. Её предположили, причём для более крупной теории - электрослабой. Там более сложный случай: калибровочная инвариантность частично нарушается, за счёт чего все переносчики, кроме одного (фотона) приобретают массу. И заодно, появляется хиггс. Но смысл в том, что до того, как что-то нарушилось, теория была калибровочной, значит, без безмассового переносчика не обойтись (хотя бы одного).

Читать Рубаков. Классические калибровочные поля.

[muhomor]

То что в теориях фотон без массовый понятно но на практике свет давит на зеркало,это как?

[Aleksand]

Рассуждать о том, что происходит в промежутке между поверхностью чёрной дыры и горизонтом событий - бессмысленно. Это примерно то же самое, что рассуждать о том, как будет выглядеть фотон при тройной скорости света. Таких скоростей нет. И то, что находится внутри горизонта событий - для нас тоже не существует.

Многие представляют чёрную дыру примерно так: плотный шар, затем пустое место, а затем горизонт событий. Но даже если так и представлять, то свет не может оторваться от поверхности звезды, а не от горизонта событий. То есть свет никак не будет двигаться внутри горизонта событий.

Но есть ли пустой промежуток между поверхностью чёрной дыры и горизонтом событий? Думаю, что нет. Возьмём чёрную дыру. Предположим, что горизонт событий находится на расстоянии 5 см. выше поверхности. Посыпем на её поверхность всяким космическим мусором. Но ведь он не упадёт на поверхность дыры. Он будет бесконечно долго приближаться к горизонту событий. Подождём когда он приблизится к горизонту событий достаточно близко, и посыпем ещё мусором. Он тоже не долетит. Получается, что горизонт событий всегда будет находиться внутри звезды.

Не нравятся мне чёрные дыры.

[Shtorm]

Aleksand в сообщении #605220 писал(а):

....
Не нравятся мне чёрные дыры.

В отличие от электромагнитного излучения (потока фотонов), над которым мы можем поставить эксперименты, над черными дырами мы не можем поставить никаких экспериментов, плюс к этому - большая удалённость объектов от нас. Поэтому, всё что связано с черными дырами - это всё гипотезы.