Desplazamiento al rojo de lentes gravitacionales alrededor de un agujero negro de Kerr

Eso realmente no es intuitivo, dado que los rayos de luz pueden desviarse fuertemente e incluso forzarse a orbitar progresivamente. Por otro lado, los discos de acreción y los objetos en órbita mostrarán mucho desplazamiento hacia el rojo gravitatorio más el desplazamiento hacia el rojo/azul debido a la velocidad de rotación. Supongo que esto muestra el poder de usar campos de vectores Killing.

@AndersSandberg: si su intuición está mejor desarrollada para los fenómenos EM, considere la siguiente analogía. Una carga entra en la región con campos eléctricos y magnéticos estacionarios. Su trayectoria podría ser bastante compleja, pero sabemos que si la carga escapa de la región de los campos EM, su energía sería la misma que antes de entrar (ignorando la radiación).

@AVS ¿Su respuesta implica que la energía no se puede extraer de un agujero negro giratorio mediante el uso de la radiación EM? Este viejo artículo, por ejemplo, afirma que se puede extraer energía: pdfs.semanticscholar.org/07ef/… - Sin embargo, esto parece extraño, porque, por ejemplo, el campo magnético de un imán permanente no puede ser una fuente de energía, incluso si el El imán está hecho de un anillo superconductor con electrones que giran en círculo y, por lo tanto, son conceptualmente similares a un agujero negro de Kerr. ¿Es correcta la afirmación en el papel? ¡Gracias!

@safesphere: la energía se puede extraer, pero este es un efecto de onda llamado superradiancia que corresponde clásicamente a las ondas dispersas alrededor de BH giratorio que tienen una energía general mayor que la onda incidente pero aún la misma frecuencia (lejos del BH). A nivel cuántico, para fotones individuales tenemos la probabilidad distinta de cero de que el agujero negro produzca un segundo fotón (coherente con el primero), o el estado de vacío produzca un fotón saliente utilizando la energía del agujero negro (el último efecto se interpola suavemente en radiación de Hawking pura para BH no giratorios)...

… continuación Consulte el libro arXiv: 1501.06570 para obtener más ejemplos de superrradiancia (no solo en agujeros negros).

@AVS ¡Gracias por su conocimiento!

@AVS Si la luz en mi pregunta son dos fotones emitidos simultáneamente por una fuente remota, ¿llegarían a un detector remoto simultáneamente?

@safesphere: ¿Llegarían a un detector remoto simultáneamente? Generalmente no.

@AVS Gracias, pero "generalmente" me confunde. Estoy tratando de entender el efecto del arrastre del marco específicamente. Déjame ponerlo de esta manera. Reemplace el detector con un retroflector, para que el fotón regrese a lo largo de la misma geodésica. Primero, el fotón vuela en la dirección de rotación del agujero negro, pero en su camino de regreso, el mismo fotón vuela en dirección contraria a la rotación del agujero negro. ¿El viaje de regreso a lo largo de la misma geodésica tomaría la misma cantidad de tiempo o más tiempo? ¡Gracias de nuevo!

@AVS Perdón por el error tipográfico anterior. El fotón vuelve a lo largo de la misma trayectoria (no a lo largo de la misma geodésica, por supuesto). ¡Gracias!

@safesphere: si refleja el fotón estrictamente hacia atrás (desde el punto de vista del observador estático), no se movería a lo largo de la misma trayectoria. Piense en la fuerza de Coriolis: si reemplaza $\mathbf{v}\to -\mathbf{v}$la fuerza de Coriolis cambia de signo (mientras que la fuerza gravitoeléctrica sigue siendo la misma), por lo que la trayectoria sería diferente.