Свет состоит из частиц, называемых фотонами. Фотоны — особенные частицы. Как говорят ученые, у фотонов нет «массы покоя». Эти частицы никогда не стоят на месте. Они перемещаются по Вселенной с наибольшей в природе скоростью — 300000 километров в секунду.
Почему свет не может покинуть черную дыру?
Массы у фотонов нет, но зато есть кинетическая энергия — энергия движения. Фотоны не могут противостоять силе гравитации именно потому, что они обладают кинетической энергией.
И вот почему. Альберт Эйнштейн открыл, что масса может превращаться в энергию. Самый наглядный пример этого — водородная бомба, в которой небольшая масса освобождает огромное количество энергии в форме мощного взрыва. Так как масса может превращаться в энергию, то следовательно, энергия как бы представляет какое – то количество массы. Представьте себе, что фотон — это предмет, вся масса которого превратилась в кинетическую энергию. Гравитация черной дыры притягивает фотон так же, как она притягивала бы массу, которую эта энергия представляет.
Так как масса может превращаться в энергию, то отсюда следует, что энергия представляет некоторое количество массы.
Простое объяснение почему черная дыра – черная
Но есть и другое, возможно более простое, объяснение, почему фотоны света не могут покинуть черную дыру. Теория Эйнштейна описывает гравитацию как искривление пространства вокруг массы. Чем больше концентрация массы в каком – либо месте, тем сильнее искривление пространства в этом месте. Поэтому луч света, пытающийся покинуть черную дыру, просто не может, грубо говоря, взобраться на слишком крутую стену искривленного пространства.
Гравитационное отклонение света
Предметы, менее массивные, чем черные дыры, тоже оказывают ощутимое гравитационное воздействие на свет. В 1919 году английский физик Артур Эддингтон доказал правильность утверждения Эйнштейна о том, что массивные тела притягивают свет, изменяя траекторию его распространения. Эддингтон знал о предстоящем вскоре солнечном затмении. Во время затмения Луна оказывается между Землей и сияющим ликом Солнца, на время, затемняя его. Когда блеск Солнца потушен затмением, наблюдению становятся доступны другие звезды.
Для того чтобы условия наблюдения были как можно ближе к идеальным, Эддингтону и его коллегам пришлось организовать экспедицию в Африку. Они нашли то, что искали. Оказалось, что Солнце очень слабо, но отклоняет лучи света звезд, когда эти лучи проходят вблизи Солнца. Это подтвердило догадку о том, что пространство искривляется вокруг массы Солнца и отклоняет проходящий вблизи Солнца свет.
