Regenbogen-Schwarzes Loch?

Die Gravitation kann eindeutig Wellenlänge und Frequenz ändern, und das tut sie zum Beispiel für die kosmologische Rotverschiebung.

Aber mit Lichtgeschwindigkeit$c$lokal, unabhängig von der Frequenz oder irgendetwas anderem -- Hinweis: Unabhängigkeit von Frequenz oder Wellenlänge$k$bedeutet, dass es nicht dispersiv ist, da die Dispersion auf unterschiedliche Wellenlängen zurückzuführen ist, die sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten – Gravitation kann unterschiedliche Frequenzen an keinem Punkt unterschiedlich beeinflussen. Es würde keinen Regenbogeneffekt geben, der nur von der Streuung eines Schwarzen Lochs oder einem Gravitationseffekt auf elektromagnetische Strahlung herrührt, für Licht, das weit vom Schwarzen Loch entfernt ist.

Sie könnten streuende Wirkungen haben, wenn es Wechselwirkungen mit Ladungen in Materie gibt, die frequenzabhängig sind. So trennt man Farben in einem Prisma. Und es kann frequenzabhängige astrophysikalische Wechselwirkungen geben. Und die Gravitation kann je nach Entfernung oder Position variieren, sodass weißes Licht, das von verschiedenen Orten stammt, mit Sicherheit um einen unterschiedlichen Betrag rotverschoben werden kann, wie im Bild in der bearbeiteten Frage dargestellt. Und wenn das Schwarze Loch Jets aus Partikeln und Strahlung hat, die von der umgebenden Materie erzeugt werden (und viel davon abgestrahlt oder erzeugt wird, bevor es vom Schwarzen Loch absorbiert wird) oder von Materiescheiben, die das Schwarze Loch umkreisen oder einfallen, kann es passieren Es werden frequenzabhängige Effekte auf die elektromagnetischen Wellen und Teilchenenergien beobachtet, da es zu unterschiedlichen Entfernungen und damit zu unterschiedlichen Gravitationsfeldern kommen kann. Und die astrophysikalischen Prozesse können bei unterschiedlichen Energien ablaufen und Strahlung erzeugen, die vom Prozess abhängen. Schwarze Löcher mit Scheiben um sie herum oder in der Entstehungsphase können zum Beispiel starke Produzenten von sein

Aber noch einmal, eine reine elektromagnetische Welle, die sich einem Schwarzen Loch mit wenig oder gar keinem Einfall oder Umlauf nähert, sie wird ohne Streuung, ohne Regenbogen gestreut.

BEARBEITEN SIE NACH OBEN VOM MCCLARY-KOMMENTAR UNTEN

Wie unten von @McClary hervorgehoben, gilt das Obige nur für Wellenlängen, die viel kleiner als das Schwarze Loch sind. Wenn sie äquivalent sind, sind die Streuung und die Absorption wellenlängenabhängig. Das verletzt nicht, dass c konstant und lokal gleich ist, nur dass Wellen mit ausreichend großen Wellenlängen zu jedem Zeitpunkt mit einem großen Teil des Gravitationsfeldes wechselwirken. Eine komplexere Frage. Siehe meinen Kommentar für einen Verweis auf ein Papier, und es gibt andere.

SEPARATE BEARBEITUNG FÜR DAS FRAGEBILD

Das Bild ist nicht gleichbedeutend mit einem Prisma, das durch von außen einfallendes Farblicht winklig streut. Es entspricht der kosmologischen Rotverschiebung, da das Licht von Galaxien in größerer Entfernung röter ist als das von näher entfernten. Kein Regenbogen, sondern ein Entfernungs- oder Schwerkraftmesser.

MEISTENS IN ORIGINALANTWORT

Es gibt nicht zum Mainstream gehörende Gravitationstheorien, die eine Lichtgeschwindigkeit postulieren, die von der Frequenz abhängt. Eines davon ist von Smolin und Magueijo, nicht überraschend namens Rainbow Gravity. Es wurde durch nichts bestätigt, gemessen oder theoretisiert, und wird jetzt nicht allzu ernst genommen, aber es ist da. Sehen Sie es sich bei Rainbow Gravity Theory an

In der Quantengravitation, für die wir immer noch keine akzeptierte Theorie haben, gibt es Arbeiten, dass die Schwerkraft bei Annäherung an die Planck-Länge einfach nicht dieselbe geometrische Theorie ist und dass möglicherweise die Lorentz-Invarianz zusammenbricht und dass die Schwerkraft dispersiv sein könnte . Ein solches Papier, in dem sie mit nichttrivialen Disoersion-Beziehungen arbeiten, ist in arXive unter https://arxiv.org/pdf/1605.04843v3.pdf . Nehmen Sie es mit einem Körnchen Salz, die Quantengravitation ist immer noch ungeklärt.

Kann weißes Licht in seine Farbkomponenten zerlegt werden, wenn es durch ein Schwarzes Loch gravitativ verschoben wird, ähnlich wie bei einem Prisma?

Nein. Die Gravitation beeinflusst alles Licht auf die gleiche Weise, unabhängig von der Frequenz. In ähnlicher Weise wirkt es auf alle Materie gleich, egal ob es sich um eine Kanonenkugel oder eine Feder oder ein Elektron oder ein Proton handelt. Es trennt Licht nicht in verschiedene Frequenzen.

Wir nennen es Gravitationslinseneffekt und vergleichen es damit, wie weißes Licht von einem Prisma geteilt wird, aber es ist nicht dasselbe. Der Mechanismus der Brechung in Glas ist nicht derselbe wie der Mechanismus der Lichtbeugung im Raum. In Glas ist die Lichtgeschwindigkeit immer noch c, aber das Licht "springt herum", so dass es sich nicht bei c ausbreiten kann. Dieser Effekt ist frequenzabhängig. Als Analogie ist es so etwas wie das Gehen auf einem überfüllten Bürgersteig. Du läufst mit deiner normalen Geschwindigkeit von 4 mph, aber du kannst nicht in einer geraden Linie gehen, weil du den entgegenkommenden Menschen ausweichen musst. Wenn Sie ein großer junger Mann sind, der große Schritte macht, sind Sie weniger betroffen, als wenn Sie eine kleine alte Dame sind, die kleine Schritte macht. Rotes Licht hat eine längere Wellenlänge und wird weniger gebrochen als violettes Licht.

Die Gravitationskrümmung des Lichts wird als „weil die Raumzeit gekrümmt ist“ bezeichnet. Das ist nicht ganz richtig, aber es vermittelt die Tatsache, dass die gravitative Lichtbeugung nicht frequenzabhängig ist.