Динаміка червоного-блакитного зміщення при вільному падінні під горизонтом Шварцшильда

Abstract

Ми розглядаємо спостерігача, що вільно падає і перетинає горизонт подій у фоновому просторі Шварцшильда. Під час цього падіння він/вона може отримувати сигнали від об'єкта (наприклад, поверхні зірки), що випромінює радіацію. Ми вивчаємо, як частота, отримана спостерігачем, змінюється в залежності від власного часу на його/її траєкторії. Сценарії класифікуються залежно від того, чи є частота нескінченною, скінченною або нульовою біля сингулярності та горизонту. Ця поведінка залежить від кутових моментів спостерігача та фотона. У цій роботі ми також розглядаємо процес випромінювання, і, як показуємо, умови випромінювання сильно впливають на параметри фотона, а отже і на отриману частоту. Одним з наших основних результатів є числові обчислення, що показують еволюцію отриманої частоти під час процесу поглинання чорною дірою, залежно від параметрів спостерігача та випромінювача. Ми також аналізуємо, як падаючий спостерігач побачить нічне небо, коли він/вона наближається до сингулярності. Ми показуємо, що з'являються кілька сліпих зон, які раніше не аналізувалися.