Olay ufkunu aşmadan önce Hawking radyasyonu yoluyla bir kara delik buharlaşır mı?

Bir şeyin, bir kara deliğin olay ufkunu, olay ufkunun dışındaki birinin bakış açısından aşması sonsuz bir zaman alır. Kara delikler ayrıca Hawking radyasyonundan dolayı dışarıdan bakıldığında sonlu bir süre sonra buharlaşır.

Bu, karadeliğin buharlaşacağı için bir kara deliğe düşerseniz olay ufkuna asla ulaşamayacağınız anlamına mı geliyor?

black-hole hawking-radiation

— Thomas
kaynak

Açıkça söylemek gerekirse, bir kara deliğe düştüyseniz, buharlaşmadan çok önce tekilliğe düşersiniz ve tanışırsınız, düşen kişiye ne olur ve izleyen kişinin gördüğü şey aynı olayın 2 farklı perspektifidir .

— userLTK

UserLTK'nin belirttiği gibi, "olay ufkunun ötesine geçecek bir şey için sonsuz zaman" yalnızca bir nesnenin düşmesini izleyen bir gözlemciye göredir. "Düşme" yi yapan gerçek nesne bunu deneyimlemez, bu yüzden sorunuz tartışmalıdır. Ayrıca, mantık, eğer bu doğruysa, hiçbir şeyin bir kara deliğe düşmeyeceğini ve böylece hiçbir kara deliğin her bir formun oluşup büyüyemeyeceğini belirtmesi gerekir.

— zephyr

@zephyr Bu büyük bir karışıklık noktasıdır ve kimse bunu nasıl çözeceğinden emin değildir. Henüz tam bir cevabı yok.

— Sir Cumference

Infalling gözlemcisinin

— peterh - Monica'yı

Bu soruyu açık bırakmaya oy verdim - bunun bir kısmı doğrudan bu sorudan kopyalandığı göz önüne alındığında, kopya olarak kapatılması gereken diğer soru .

— Chappo SE Dudded Monica diyor

Yanıtlar:

Bu soruyu birkaç gün önce birkaç fizikçiye sordum. Büyük akıllar benzer düşünür ha?

İlk olarak, Hawking radyasyonunun sadece varsayımsal olduğunu unutmayın. Öyle değil teorisi. Bu hipoteze güvenirsek, elde edebileceğimiz budur.

Genel görelilikte, kara delikler bir dizi yaklaşımla açıklanabilir. Örneğin, bir kara delik için Schwarzschild çözümü, onu ebedi bir nesne olarak tanımlar - bazı zamanlar için var olan ve diğerleri için mevcut olmayan bir şey değil. Bu çözüme göre, olay ufku her zaman var olmuş olmalı ve sonsuza dek var olmalıdır.

Schwarzschild kara delikleri kara deliklere çok doğru bir şekilde yaklaşır, ancak anlayabileceğiniz gibi, bir kara deliğin nasıl oluşabileceğini açıklayamazlar ve (Hawking radyasyonunun gerçek olduğunu varsayarak) sonunda nasıl buharlaşabileceğini açıklamazlar.

Tabii ki, bu çözüm bize yardımcı olmaz. Buharlaşan, yaratılabilir bir kara deliği doğru bir şekilde tanımlayan birini aramaya devam ettim, ama hiçbir şey bulamadım. Sorduğum sonuçlarla birlikte geldiğim sonuç, sorunun büyük bir sorunu olduğu: Hawking radyasyonu kuantum alan teorisi ile açıklanıyor.

Böylece, bir kara delik için bir GR çözeltisi kullanamazsınız; kuantum alan teorisi ve genel göreliliğin kutsal olmayan bir karışımına ihtiyacınız olacaktır (hem GR hem de QFT'nin birçok durumda uyumsuz olduğunu unutmayın).

Sonunda, her şey kara delikler hakkında gerçekten ne kadar az şey bildiğimize geliyor. Hangi çözümün en iyi olduğunu belirlemek gerçekten mümkün değil ve QFT'yi GR ile uzlaştırma yetersizliğimiz büyük bir sorun oluşturuyor. Verebileceğim en iyi cevap "kimse kara deliğe yaklaşmaya devam edersen ne olacağını gerçekten bilmiyor".

Olay ufkuna ulaşıp ulaşmayacağımızı bilmiyoruz, karadeliğin buharlaşıp buharlaşmayacağını bilmiyoruz. Onları hangi çözümün işe yarayacağını veya QFT'yi nasıl içine koyacağımızı bilecek kadar iyi anlamıyoruz. Bir şekilde GR ve QFT'yi düzgün bir şekilde birleştiren bir yaklaşım bulmayı başarabilirsek, açıkladığınız durumun mümkün olacağını varsayıyorum (ancak bana bunu teklif etmeyin).

Mümkünse, bu arada, o zaman güvenle herhangi bir büyüklükteki bir kara deliğin sizi gelgit kuvvetleri ile parçalayabileceğini söyleyebiliriz. Karadeliğin boyutu arttıkça gelgit kuvvetleri zayıflar, bu yüzden yeterince büyük bir kara deliğin sizi parçalamayacağını varsayar.

Bununla birlikte, Hawking radyasyonunu dikkate alırsak ve önerilen senaryo gerçekten doğruysa, kara delik buharlaştıkça küçülür. Etkinlik ufkuna yaklaştıkça daha hızlı küçüleceği için yakında bizi parçalayacak kadar küçük olacaktı.

— Efendim cumference
kaynak

Öyleyse (BÜYÜK varsayım) tüm bunların bu şekilde çalıştığını ve bir şekilde gelgit güçlerinden kurtulabildiğimizi varsayarsak, olay ufkunun tamamen yok olana kadar yaklaştıkça sürekli bizden uzaklaştığına tanık olur muyuz? Ve sonra bu noktada, kara deliğin yok olması için birkaç dakika içinde (bizim bakış açımızdan), Evrenin geri kalanının milyarlarca yıl yaşlandığını fark ettik?

— called2voyage

Sanırım @ called2voyage? Tanrı gerçekten ne olacağını biliyor ama benim varsayım evet. Ancak gelgit kuvvetlerinin gittikçe artan gücünde bir şekilde hayatta kalsanız bile, birikim diskinden ve inanılmaz derecede güçlü manyetik alanlardan gelen aşırı ısı ile uğraşmanız gerekir.

— Sir Cumference

Soruyorum çünkü bu çözüm geleceğe tek yönlü bir solucan deliği gibi berbat geliyor.

— called2voyage

@ called2voyage Zaman genişlemesi böyle davranır. Işık hızına yaklaşmaya devam ederseniz aynı olurdu - zamanınız Evrenin geri kalanına göre daha yavaş ilerler ve Evrenin zamanı size göre daha hızlı ilerlerdi. Bir karadeliğin sihirli zaman yolculuğu yetenekleri yoktur, sadece yerçekimi zaman genişlemesini kullanır. Yerçekimi olan tüm nesneler yerçekimi zaman genişlemesi uygular, ancak kara delikler olay ufuklarına yaklaştıkça sonsuza kadar sürenizi genişletmeye devam edecektir.

— Sir Cumference

Doğru, ama bu durumda ufku asla geçemezsiniz, gelecekte sona erersiniz.

— called2voyage

Bu tür sorular için mevcut bir SSS var:

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/fall_in.html

Bu özel soru için cevap hayır.

— Douglas
kaynak

@ Zephyr tarafından yapılan bir yorumda belirtildiği gibi, sonsuz zaman sorunu aslında bir sorun değildir.

Bir kara deliğe yaklaştıkça , bakış açınıza göre göreceli süre, farklı bir referans çerçevesinden olduğu gibi değişmez.

Kendi durumunuza bakıldığında, her şey "gerçek zamanlı" olarak gerçekleşir, ancak sizinle ve durumunuzla ilgili gözlemlenen her şey "ve bir saniye boyunca sonsuz miktarda" alacaktır.

Bu da tartışmalı bir konudur çünkü ölçümler ve muhtemelen kara deliklere "düşen" yıldızların gözlemleri (muhtemelen bunu kontrol etmek zorunda kalacağım) olmuştur. Dolayısıyla, dış gözlemci perspektifinden sonsuz zaman da mümkün değildir.

Kısacası, sorunuzu teoriye, varsayımlara veya çılgın bilime çok fazla gitmeden cevaplamanın en iyi yolu basitçe belirtmektir: Hayır, bu demek değildir.

— LaserYeti
kaynak

Eğer bir yıldızın karadeliğe düştüğünü gözlemlediysek (kendimi kontrol etmeliydim) bu, yıldızın olay ufkuna ulaştığını gözlemlediğimiz anlamına gelmez. Yıldızın parçalandığını görebiliriz. Olay ufkuna, olay ufkunun dış referans çerçevesinden gerçekte ulaşmadan, yok olacağı noktaya keyfi olarak yaklaştığı görülüyor. Kara deliğe düşen herhangi bir şeyin tüm kütlesi / enerjisi, görünür hızının asimptotik sıfıra yaklaşmasıyla olay ufkunun hemen üzerinde "askıya alınmış" gibi görünebilir. (Ya da yanılıyorum.)

— Keith Thompson