Влияет ли гравитация на свет?
Очень интересное явление, которое известно физикам - это искажение света от далекого источника в кольцо. Образно говоря, наблюдатель видит не точку, а ещё и круг, хотя источник света на таком расстоянии должен был быть виден именно как точечка.
Вот так выглядит кольцо Эйнштейна в космосе. Снимок с телескопа Хаббл из Википедии.
Существование эффекта важно для нас, как минимум, по двум причинам:
- Во-первых, это просто очень красиво
- Во-вторых, факт появления кольца объясняется гравитационным линзированием, а это уже очень значимое для науки явление, которое говорит, что луч света можно исказить гравитацией. Значит, частицы, из которых состоит луч (если, конечно, исходить из дуализма), могут оказаться в действии гравитационного поля массивного объекта. Но, обо всём по порядку. Читайте материал до конца и мы вместе разберемся с этой штукой.
Ещё до того, как Эйнштейн выдвинул свои мысли касательно зависимости всего на свете от единственной постоянной - скорости света - он предположил, что сам по себе световой луч может быть искажен воздействием гравитационного поля.
Главное противоречие тут известно. По идее, гравитация может воздействовать только на объекты, обладающие массой (тут советую прочитать эту мою статейку). С массой фотона всё очень интересно. Это довольно спорная территория и согласно некоторым мнениям, фотон массой не обладает. Этот довод звучит логично. Ведь в противном случае, он бы не смог двигаться со скоростью света. Она достижима для фотона и только для него, потому что массы у фотона нет. Если бы у него была масса, то потребовалась бы бесконечная энергия для его разгона до скорости света. Советую здесь изучить эту статью.
Предположение строилось на том, что гравитация воздействует ни на поток световых частиц, а искривляет само пространство. Ну а так как свет распространяется в некотором пространстве, то вместе с искривлением пространства искажается и световой луч.
Был и ещё один взгляд на проблему. Если свет притягивался планетами, то его скорость должна была бы уменьшаться. Это, в общем-то, тот же самый вопрос, что обсуждался чуть выше, но с другой стороны. Но тут ответ сформулировался довольно интересно. Свет движется по прямым линиям в неевклидовых кривых (это не прямая клетка) пространства-времени, которые составляют нашу вселенную. По сути просто признается, что гравитация искажает пространство, а свет идёт по линиям искажения как поезд по рельсам и уже не замедляется.
Гравитация искажает световой луч
Прошло время и факт того, что гравитация действительно искривляет свет стал чем-то более менее обыденным. Информацию об этом можно найти в любом учебнике астрономии. Полезно знать, что на свет оказывает некоторое влияние и магнитное поле. Об этом я рассказывал тут.
Предположения Эйнштейна оправдались и появился такой термин, как кольцо Эйнштейна. Так астрономы назвали интересный эффект появления круга вокруг наблюдаемого источника свечения, если на одной прямой есть массивный объект, обладающий собственным гравитационным полем.
Объяснено появление такого круга было фактом гравитационного линзирования. Ну а само линзирование объяснялось тем, что гравитационное поле планеты искажает пространство, в котором распространяется свет.
Это не совсем-таки линзирование в оптическом смысле этого слова. Свет не проходит через оптическую линзу, а искажается полем. Линзированием эффект был назван по аналогии поведения луча света рядом с такой "линзой".
Кстати говоря, эффект вполне себе известный и в более "земных" условиях. Например, электронный микроскоп включает в свою конструкцию так называемые магнитные линзы. Они отклоняют поток электронов в колонне микроскопа и позволяют фокусировать пучки на изучаемом объекте. Или даже лучше сказать - управлять пучками.
Для науки это явление имеет большую значимость по той простой причине, что факт отклонения лучей посредством гравитации - это очень важное обстоятельство, которое следует учитывать не только физикам-теоретикам или астрономам, но и инженерам при проектировании оборудования. Свет отклоняется гравитационным полем и это уже данность, которая получила подтверждение со стороны ученых и была запечатлена в виде кольца Эйнштейна.
--------------------------
⚡ Обязательно подписывайтесь на мой Telegram и читайте ещё больше статей, которые выходят только в телеге.
👉 Все новые статьи выходят в ДЗЕНе проекта, а некоторые публикуются только там. Подписывайтесь, будет интересно!