Как, с точки зрения физики, объяснить понятие тень "черной дыры"?

Question

Мы уже все видели эту фотографию - да, впечатляет, но как "черная дыра"может отбрасывать тень? Кто может объяснить?

Answer 1

Тень от чёрной дыры — это видимое снижение яркости её свечения в центре, связанного с сильным искривлением траекторий фотонов вблизи дыры, а также отсутствием стабильных орбит в нескольких радиусах Шварцшильда от неё. При этом угловой размер тени по расчётам должен в несколько раз превышать размер самой чёрной дыры. Так, для M87 тень должна составлять примерно 42 микросекунды дуги.

Answer 2

Элементарно. Тень может отбрасывать любой непрозрачный предмет, и чёрная дыра тут не исключение.

Для начала: тот снимок, который нам показали как "тень чёрной дыры", - не фотография. Хотя бы потому, что сделан в миллиметровом диапазоне радиоволн, а вовсе не в оптическом диапазоне. Потому как только средствами радиоастрономии и удаётся получить то фантастическое угловое разрешение, которое позволило сделать этот снимок (порядка 20 микросекунд дуги) .

Ну по почему тень - потому что эта чёрная дыра находится в центре галактики, а стало быть, на довольно ярком фоне. До сих пор удавалось зарегистрировать гравитационное линзирование, вызванное "изолированными" чёрными дырами, то есть искривление лучей света от компактных источников, расположенных за чёрной дырой (и не только за ней - тот же эффект вызывается любым массивным объектом, например, галактикой) . В этом случае непосредственно за чёрной дырой находится галактика М87, в центре которой оная дыра и живёт, и свет от "задней половины" галактики чёрной дырой отклоняется, а значит - до нас не доходит. Это и проявляется как тень.