ГРАВИТАЦИО́ННЫЙ ЗАХВА́Т

ГРАВИТАЦИО́ННЫЙ ЗАХВА́Т в ре­ля­ти­ви­ст­ской тео­рии тя­го­те­ния, яв­ле­ние за­хва­та тя­го­тею­щим цен­тром при­ле­таю­щей из бес­ко­неч­но­сти час­ти­цы за счёт гра­ви­тац. при­тя­же­ния. В нью­то­нов­ской тео­рии тя­го­те­ния Г. з. в за­да­че двух тел не­воз­мо­жен: час­ти­ца, при­ле­таю­щая из бес­ко­неч­но­сти, дви­жет­ся от­но­си­тель­но тя­го­тею­ще­го цен­тра по па­ра­бо­ле или ги­пер­бо­ле и сно­ва уле­та­ет в бес­ко­неч­ность.

В об­щей тео­рии от­но­си­тель­но­сти Г. з. час­ти­цы, при­ле­таю­щей из бес­ко­неч­но­сти, ста­но­вит­ся воз­мож­ным, ес­ли тя­го­тею­щим цен­тром яв­ля­ет­ся чёр­ная ды­ра. В этом слу­чае, ко­гда тра­ек­то­рия час­ти­цы под­хо­дит дос­та­точ­но близ­ко к чёр­ной ды­ре, час­ти­ца ока­зы­ва­ет­ся гра­ви­та­ци­он­но за­хва­чен­ной и па­да­ет в чёр­ную ды­ру. Для не­ре­ля­ти­ви­ст­ских час­тиц, имею­щих на бес­ко­неч­но­сти ско­рость $v_∞\ll c$, се­че­ние Г. з. нев­ра­щаю­щей­ся чёр­ной дыры $σ=4π(c/v_∞)^2$ (здесь $r_g$ – гра­ви­таци­он­ный ра­ди­ус чёр­ной ды­ры, $c$ – ско­рость све­та). В др. пре­дель­ном слу­чае, ко­гда $v_∞≈c$ (ульт­ра­ре­ля­ти­ви­ст­ская час­ти­ца), се­че­ние за­хва­та $σ=(27/4)π$.

В слу­чае вра­щаю­щей­ся чёр­ной ды­ры се­че­ние за­хва­та ста­но­вит­ся асим­мет­рич­ным и кри­тич. при­цель­ный па­ра­метр, при ко­то­ром ещё про­ис­хо­дит за­хват, ока­зы­ва­ет­ся за­ви­ся­щим от ори­ен­та­ции век­то­ра ско­ро­сти час­ти­цы по от­но­ше­нию к оси вра­ще­ния чёр­ной ды­ры.

Ес­ли мас­сой час­ти­цы нель­зя пре­неб­речь по срав­не­нию с мас­сой чёр­ной ды­ры, се­че­ние за­хва­та уве­ли­чи­ва­ет­ся за счёт по­те­ри энер­гии на из­лу­че­ние гра­ви­тац. волн. В этом слу­чае час­ти­ца пе­ре­хо­дит на вы­тя­ну­тую ква­зи­эл­лип­тич. ор­би­ту. Даль­ней­шая по­те­ря энер­гии час­ти­цей на гра­ви­тац. из­лу­че­ние при дви­же­нии по та­кой ор­би­те при­во­дит к её па­де­нию в чёр­ную ды­ру.