Madde, bir kara deliğin olay ufkunun hemen dışında birikir mi?


34

Anladığım kadarıyla, bir karadeliğin olay ufkuna yaklaşırken zamanın durması ve yaklaşması. Bunun , aşağıda belirtilen son paragrafta kısa bir açıklama da dahil olmak üzere çeşitli yerleri açıkladığını gördüm: http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#General_relativity , aşağıda alıntılandı:

Oppenheimer ve ortak yazarları, Schwarzschild yarıçapı sınırındaki tekilliği, bunun zamanın durduğu bir balonun sınırı olduğunu belirterek yorumladılar. Bu, dış gözlemciler için geçerli bir bakış açısıdır, ancak gözlemcileri bilgilendirmek için geçerli değildir. Bu özellik nedeniyle, çökmüş yıldızlara "donmuş yıldız" denir, [17], çünkü bir dış gözlemci, çöküşünün Schwarzschild yarıçapı içine aldığı anda zaman içinde donmuş yıldız yüzeyini görecektir.

Bu, o zaman ne olursa olsun, aslında bir karadeliğe düşmediği anlamına mı geliyor (oluşumunda muhtemel olan hariç)? Bu aynı zamanda maddenin olay ufkunun hemen dışında biriktiği anlamına mı geliyor? Anladığım kadarıyla, bu kara deliğin dışından bakış açısı olurdu. Eğer durum buysa, olay ufkunu çevreleyen muazzam miktarda maddeyi gözlemleyip gözlemlemeyeceğimizi merak ediyorum, ancak aşırı derecede kırmızı değişebilir mi?

Düzenle:

Farklı bir soruya, özellikle de son kısma verilen cevabın, burada da bazı görüşler sağladığını fark ettim: https://astronomy.stackexchange.com/a/1009/1386

Düzenle:

Bir araya getirilen bu YouTube videoları kavramı çok iyi açıklıyor ve bu fikrin daha da çekici olduğunu gösteriyor gibi görünüyor!

https://www.youtube.com/watch?v=yZvgeAbrjgc&list=PL57CC037B74307650&index=118 https://www.youtube.com/watch?v=b1s7omTe1HI

Düzenle:

Bu yeni YouTube videosu bu fikri çok iyi tarif ediyor ve karadeliklerin nasıl çalıştığını anlatıyor!

https://youtu.be/mquEWFutlbs


2
Okuduğun yeri teklif etmelisin. Ancak, uzaktaki bir gözlemciden gözlemlenen göreceli etkilerden (gecikme) bahsettiğinizi düşünüyorum. Doğru mu?
Py-ser

1
Kişisel fikrim: Sebep (Hawking radyasyonu ile birlikte BH'yi dışardan görüldüğü gibi sınırlı bir süre içinde kaybolması), neden bir olay ufkunun oluşamayacağına. Ancak bu ana akım görüşü değil (henüz?).
Gerald

@ Py-ser - Evet, bu doğru, göreceli etkilerden bahsediyorum.
Jonathan,

Yanıtlar:


23

Evet, kesinlikle haklısınız, VIEWPOINT BİZİMDEN yapar.

Kip Thorne'un "Kara Delikler ve Zaman Savaşları: Einstein'ın Çirkin Mirası" kitabından.

“Çatıdan düşen bir kaya gibi, yıldızın yüzeyi ilk önce yavaşça aşağıya doğru düşer (içeri doğru büzülür), daha sonra daha hızlı bir şekilde. Newton'un yerçekimi yasaları doğru olsaydı, patlamanın bu ivmesi, iç basınçtan yoksun olan yıldızın yüksek hızda bir noktaya kadar ezilmesine kadar kaçınılmaz bir şekilde devam ederdi. Oppenheimer ve Snyder'in göreceli formüllerine göre değil. Bunun yerine, yıldız kritik çevresine yaklaştığında, büzülmesi bir taramaya yavaşlar. Yıldız küçüldükçe, kritik çevrede tam olarak donana kadar, ne kadar yavaş hareket eder. Bir kişi ne kadar beklerse bekletin, biri yıldızın dışında dinlenirse (yani, statik dış referans çerçevesinde dururken) kimse kritik çevrede yıldızın çarpmasını göremez.

“Yıldızın içindeki beklenmedik, genel göreceli bir kuvvete bağlı patlamanın donması mı? Hayır, hiç de değil, Oppenheimer ve Snyder farkettiler. Aksine, kritik çevrenin yakınındaki yerçekimi zaman genişlemesinden (zaman akışının yavaşlaması) kaynaklanır. Statik dış gözlemciler tarafından görüldüğü gibi, imploding yıldızın yüzeyindeki zaman, yıldız kritik çevreye yaklaştığında ve buna bağlı olarak yıldızın içinde veya içinde meydana gelen her şeyin patlaması da dahil olmak üzere yavaş harekete geçmesi gerektiğinden, daha yavaş akmalıdır. yavaş yavaş dondurun. ”

“Göründüğü gibi tuhaf, daha da tuhaf, Oppenheimer ve Snyder'in formülleri tarafından yapılan başka bir tahmindi: Statik dış gözlemciler tarafından görüldüğü gibi, patlama kritik çevrede donuyor olsa da, içeriye giren gözlemciler tarafından hiç görülmediği gibi donmuyor yıldızın yüzeyinde. Yıldız birkaç güneş kütlesini ağırlaştırır ve güneşin boyutuyla başlarsa, o zaman kendi yüzeyinden gözlemlendiği gibi, kritik bir çevreye yaklaşık bir saat içinde yayılır ve daha sonra geçmiş kritikliği ve daha da küçültmeye devam eder. bakarlar.”

“Oppenheimer ve Snyder'ın formüllerine yıldızın yüzeyindeki bir gözlemcinin bakış açısından bakıldığında, yıldız, kritik çevresi içinde battıktan sonra bile, patlamanın ayrıntılarını çıkarabilir; bu, yıldızın sonsuz yoğunluğa ve sıfır hacme çarptığını keşfedebilir ve insan, boşluktaki eğriliğin detayını çatlakta çıkarabilir. ”P217-218

Tamam, bizim bakış açımıza göre tüm mesele kritik çevre etrafında toplanacak ve daha fazlası olmayacak. Sorun değil, teoride bu kabuk, yerçekimi çekimi, manyetik alan vb. Gibi dış evrende ihtiyaç duyulan tüm kuvvetleri uygulayabilir. evrenin kendisinin belirsiz geleceği, bu evrene bu güçleri uygulayamadı. Bu tekillik, yalnızca bir gözlemci kritik çevreyi geçtikten ve zaman genişlemesi sürecinde, evrenin sonuna ulaştığından "ulaşılır".

Bu tabii ki aktif bir araştırma ve düşünme alanı. Gezegendeki en büyük akılların bazıları bu konuya farklı yollarla yaklaşıyor, ancak şimdiye kadar bir fikir birliğine varmadı, ama merak uyandıran bir fikir birliği ortaya çıkmaya başlıyor.

http://www.sciencealert.com/stephen-hawking-explains-how-our-existence-can-escape-a-black-hole

Stephen Hawking, Ağustos 2015'teki bir konferansta "bilginin beklendiği gibi kara deliğin içinde değil, sınırında olayı ufukta saklandığını" düşündüğünü söyledi. Onun yorumu, Hawking'in sonunda bir kara deliğe düşen malzemenin imha edilmediğini, aksine kara deliğin bir parçası haline geldiğini kabul ettiği uzun süredir devam eden bir fizik tartışması olan "bilgi paradoksu" nun çözülmesine değinmektedir.

Daha fazla bilgi için: http://phys.org/news/2015-06-surface-black-hole-firewalland-nature.html#jCp

90'lı yılların ortalarında, Amerikalı ve Hollandalı fizikçiler Leonard Susskind ve Gerard 't Hooft, bir şey kara deliğe çekildiğinde, bilgisinin olay ufkunda iki boyutlu holografik baskının gerisinde kaldığını öne sürerek bilgi paradoksunu ele aldı. Bu, her şeyin içinden geçmesi gereken bir kara delik içeren bir tür 'balon'.

Bir kara deliğin ufkunda meydana gelen olayın ne olduğunu anlamak çok zor. Açık olan ve Genel Görelilikten elde edilen şey, bu evrendeki bir dış gözlemcinin bakış açısına göre, içeri giren herhangi bir maddenin kritik çevreyi geçemediğidir. Pek çok bilim adamı daha sonra, kötü niyetli bir gözlemcinin bakış açısından kara deliğin merkezindeki tekillikle tanışmak için çok kısa bir sürede nasıl ilerleyeceğini açıklamak için bakış açısını değiştiriyor. Bu, her kara deliğin merkezinde bir tekillik olduğu fikrine yol açmıştır.

Ancak bu bir yanılsamadır, çünkü tekilliğe ulaşmak için harcayacağımız zaman esasen bizim için dış evrende sınırsızdır.

Maddenin kritik çevreyi geçemediği gerçeği, belki de bir “yanılsama” değil, çok gerçektir. Mesele VIEWPOINT'imizden gelen kritik çevreyi çevreleyen bir “kabuk” haline gelmelidir. Biz bu evrende kalırken çevreye asla düşmeyecek. Dolayısıyla karadeliğin içindeki tekillikten bahsetmek yanlıştır. Henüz olmadı.

Olay ufkunun içinden geçen yol, her durumda bir tekilliğe yol açar, ancak gelecekte her durumda süresiz olarak ileridedir. Eğer bu evrende iseniz, henüz tekillik oluşmamıştır. Henüz kurulmamışsa, kütle nerede? Kitle bu evreni çekiyor, doğru mu? O zaman bu evrenin içinde olmalı. Bizim açımızdan, olay ufkunun sadece bu tarafı olmalı.

ASTONISHINGLYLY BU BU kanıtlamak mümkün olabilir. 2 kara deliğin birleşmesinde tespit edilen yerçekimi dalgalarının son duyuruya, gökyüzünün aynı bölgesinden doğrulanmamış ancak potansiyel olarak eşleşen bir gama ışını patlaması eşlik etti. Bu, tüm meselelerin bir tekillik içinde sıkıştırılacağını ve tekrar çıkamayacağına inanan konvansiyonel bakış açısından anlaşılmazdır.

2 kara delik birleşir ve gama ışınları yayarsa, yukarıdaki kesinlikle Genel Relativite ile tutarlı bir açıklamadır. Kitle hiçbir zaman olay ufkunda (bizim bakış açımızdan) tam olarak başaramadı ve birleşme olayının şiddetli şiddetine maruz kaldı, bazıları kaçtı. Derin bir yerçekimi kuyusu olabilir, ancak çok güçlü bir gama ışını sadece sağ vuruşta kaçabilmelidir (yaklaşan daha büyük bir kara delik tarafından çekim).

Makul sıklıkta olması muhtemel olan benzer olayların daha ayrıntılı incelemeleri daha fazla kanıt sağlayabilir. Başka güvenilir bir açıklama olması muhtemel değildir.


Cevabınız için teşekkür ederim, bunun daha fazla tartışma yaratıp yaratmadığını görmek istiyorum!
Jonathan

2
Orijinal sorunuz üzerine bir yorum daha. Kara delik, imploding yıldızının ortasında, yeterince güçlü bir çekim kuvveti "olan" küçük bir buhar kabarcığı gibi başlar. Daha sonra çevreleyen madde ve enerji düştüğü ve kritik çevresine ulaştığı zaman genişleyecekti, bu yüzden dış gözlemcinin bakış açısından herhangi bir maddenin kritik çevrenin "içinde" olacağını sanmıyorum.
ctrebor

Bilginize, ödül almak için kanıt / referanslar arıyorum.
Jonathan

Neyin kanıtı / referansları? Oppenheimer ve Snyder için çok önemli bir referans vardı. Daha fazla ister misin?
ctrebor

2
Yerçekimi dalgaları yorumlarınız kütle ile yerçekimi alanı arasındaki farkı anlamakta zorlanmış gibi görünüyor. GW tespitiyle ilgili hiçbir şey, kütlenin atıldığını ya da kara deliklerden (içinde) çeşitli radyasyon biçimlerine dönüştürüldüğünü söylemedi. Enerji zaten evrenin içinde ve olay ufkunun dışında bulunan yerçekimi alanlarında mevcuttu. Radyasyona dönüştürülen enerji buydu. Delikteki "aslında" neyin alakasız olduğu: alanların önemi nedir (çekimsel ve EM, yani).
zibadawa timmy

24

Tanımladığınız şey, temel olarak 1960'ların ortalarından önce yaygın olan kara deliklerin “çökmüş yıldız” (Eng) veya “donmuş yıldız” (Rus) yorumu. Bu bir hataydı.

Kara deliğe göre uzak ve sabit olduğunuzu varsayalım. Kızılötesi hareket ettikçe daha da soluk büyüyen, ufka yaklaşan asemptomik olarak su altındaki maddeleri gözlemleyeceksiniz. Maddenin ufkun etrafına "kümelemesi" anlamına mı geliyor? Bulmak için, gördüğünüz konuyu yakalamaya çalışmak için kendinizi kara deliğe attığınızı varsayalım. Bulacağınız şey, uzun zaman önce kara deliğe düştüğü.

Başka bir deyişle, ufuktaki madde kümelerinin dolup dolup dolmadığını cevaplamanın en mantıklı yolu, duruma bu salgılanan maddenin çerçevesinden bakmaktır. Ve orada açık: hayır, kümelenmez, ufku sonlu uygun zamanda geçer. (Bir kenara, bir Schwarzschild kara deliği için, istirahatten düşmek Schwarzschild radyal koordinatında ve uygun zamanda tam olarak Newtonyendir.)

"Comoving bakış açısı" Oppenheimer ve Snyder tarafından 1939'da tanınmıştı, ancak Zel'dovich, Novikov ve arkadaşlarının çalışmasıyla, 1960'lara kadar değildi, toplumda genel olarak gerçekten önemli olarak tanındı. 1965 yılında Penrose, Eddington-Finkelstein koordinatlarına (1924/1958) dayanarak, yıldızların çöküşünün yavaşlamadığını, bunun yerine tekilliğe devam ettiğini açıkça gösteren uygun diyagramlar ortaya koydu. Bu bakış açısı değişikliğinin tarihçesine genel bir bakış için bkz. Cf. Kip Thorne ve arkadaşları, The Memberane Paradigm (1986). Bu konular genellikle birçok görelilik ders kitabında ele alınmaktadır.

Tamam, fakat sabit bir uzak gözlemciye uyarlanmış çerçevede sonsuz miktarda zaman harcadığından, bu ufkun o çerçevede asla oluşmadığı anlamına mı geliyor? Oluşur: argümandaki temel varsayım, infalling maddesinin, ufku genişletmek için önceden varolan bir ufku oluşturması ya da geçmesi için merkeze ulaşması gerektiği anlamına gelmeyeceğidir. Ancak bu varsayım basit değildir.

Bir olay ufku, gelecek zamana benzeyen sonsuzluk terimiyle tanımlanır, kabaca, ışık ışınlarının sonsuz bir süre beklemesi durumunda ışıkların kaçıp çıkmamasına dair konuşur. Bu, ufkun konumunun herhangi bir zamanda yalnızca ne olduğuna değil , gelecekte ne olacağına da bağlı demektir . Uzaktaki sabit gözlemcinin çerçevesinde, madde olay ufkuna doğru düştüğü için, asimptotik olarak yaklaşmaya yavaşlar ... ama ufuk da onu karşılamak için genişler. Benzer şekilde, ilk çöken maddenin olay ufkunun oluşması için merkeze kadar çökmesine gerek yoktur.


Hawking radyasyonu nedeniyle kara deliğin sonlu ömrü, olay ufkunun genişlemesi için (dış zaman diliminde) gereken sonsuz zaman (gelecek) ile nasıl tutarlı hale getirilebilir?

Buna gerek yok: [edit] belirli bir zaman koordinatının tam manifoldu kapsamadığı, koordinat çizelgesinin bir hata olduğu zamandır [/ edit]. Her olaydan, idealize ışık ışınlarının çok yönlü bir odağını gönderin. Olay ufku, bu ışık ışınlarının hiçbirinin sonsuzluğa kaçmadığı uzay-zaman bölgesinin sınırıdır. Bu sorunun objektif bir cevabı var - verilen herhangi bir ışık ışını için ya kaçacak ya da çıkmayacak.

Bir dış gözlemcinin , olay ufkunun tam olarak nerede olduğunu kesin olarak bilmek için sonsuz uzun bir süre beklemesi gerekecektir , ancak bu tamamen farklı bir konudur. Hawking radyasyonu ile kara delik küçülür, ancak bazı olaylardan gelen ışık ışınlarının kaçamayacağı ve dolayısıyla bir olay ufkunun olacağı gerçeği değişmez.

İşte daha sonra buharlaşan bir kara delik oluşturan küresel olarak çöken bir yıldızın Penrose diyagramı:

Buharlaşan bir kara deliğin Penrose diyagramı

r=0r=2mr=0

Şimdi, bu diyagramda inatla ufuktan uzak duran zamana benzer eğriler çizdiğinizi ve bunların arasında bir zaman koordinatı olarak bir parametre kullanmakta ısrar ettiğinizi varsayalım. Ufku dışlayan koordinatları seçtiğiniz gerçeği, olay ufkunun gerçekte var olup olmadığı ile tutarlı bir şekilde yapılması gerekiyor mu? Çözünürlük basit: ufuktan konuşmak istiyorsanız, dışlayan koordinatları kullanmayı bırakın.


Öyleyse bu doğru mu? Kara deliğin dışındaki bir referans noktasından, madde aslında olay ufkuna yaklaşmakta (veya bir araya toplanmakta) birikmektedir (ancak sonuçta olay ufku, daha fazla madde toplandığında onu sarmak için genişlemektedir?)
Jonathan

2
'Bu şekilde topaklanmayı' tanımlamakta ısrar ederseniz, evet, yapmasam da. İkinci soruya gelince, aslında, hayır: ufuk genişledikçe, geçmişte kendi kendine dışa düşen eşyaların donmuş, kırmızıya kaymış görüntülerini taşır. Eski davayı 'kümelenme' olarak adlandırmamamın bir nedeni bu; bunun yerine, Schwarzschild zaman koordinatı (veya uzaktaki durağan gözlemciler için uygun genelleme) ufukta kötü bir şekilde davranılır, bu yüzden orada kullanılmamalıdır.
Stan Liou

1
Dış zaman referansının kullanılmaması gerektiğine katılıyorum, çünkü karadeliğe bakarsak "göreceğimiz" budur. Olay ufku genişlediğinde, daha önce içeri giren tüm maddenin "görüntüsünün" dışa doğru hareket etmesi ilginç bir nokta. Ayrıca ayrıntılı bir cevap vermek için zaman ayırdığınızdan dolayı teşekkür ederiz, çok düşündürücüdür!
Jonathan

1
@StanLiou Karaçalığın radyasyon kaynaklı sonlu yaşam süresi, olay ufkunun genişlemesi için (dış zaman diliminde) gereken sonsuz zaman (gelecek) miktarına nasıl uygun hale getirilebilir?
Gerald

1
“... ama ufuk aynı zamanda onunla tanışmak için genişledi.” Bu, uzaktaki sabit gözlemcinin bakış açısından ne kadar sürer?
Kamil Szot

10

Zaman genişletme etkisinin nerede gerçekleştiğini düşünmeliyiz . Daha sonra serbest düşen cisim ve dış gözlemci, her görüş, gelen gözlemler düşünmeye, biz sadece ne ile uzlaşmak edebilir oluyor olanın aksine, görünür oluyor gibi.

Zaman deneyimi

Belirli bir hızda hareket eden bir nesnenin daha yavaş bir hızda (veya 4. boyutta) hareket edeceğini hatırlamalıyız. Bu, daha yavaş hareket ettiği anlamına gelmez, aksi takdirde "belirli bir hızda" seyahat edemeyeceği açıktır.

Zamanın yavaşladığı yer, nesnenin fiziksel süreçlerini tıkamaktadır. Başka bir deyişle, saatim% 87 ışık hızında sizi geçerken size göre iki kat daha yavaş geçiyor. Kollarımı normalde sallardım, ama sana göre, kollarımı iki kez yavaş sallıyor gibi görünüyordum ve ayrıca sıkıştırılmış gibi görünüyordum (bununla gerçekten alakalı değil).

Düşen nesnenin bakış açısı

Eğer kara deliğe düşen nesne olsaydınız, olay ufkuna yaklaştıkça hızlanırdınız, ancak yaklaşıma, hiçbir zaman kara deliğe düşmeyeceğiniz noktaya tepki vermek daha uzun ve daha uzun sürerdi . . Bakış açınıza göre, olay ufkuna yaklaşımınız üssel olarak daha hızlı hale geldi.

Başka bir deyişle, kara deliğe inanılmaz derecede hızlı düşersiniz, ancak zihninize zar zor kaydettirirsiniz, çünkü görecelilik nedeniyle sizin için yeterli zaman yoktu .

Sabit gözlemcinin bakış açısı

Şimdi, kara deliğin etkisinin dışındaki durağan gözlemci çok farklı bir şey gözlemleyecekti . İnişinizle ilgili ışık (veya daha doğrusu bilgi), gittikçe daha fazla kırmızıya kaybolacak, aynı zamanda gözlerine ulaşması daha uzun ve daha uzun sürecektir.

Bu , gözlemciye göre , düşen nesnenin olay ufkunda durma noktasına geldiği ve ortadan kaybolduğu anlamına gelir.

Peki gerçekten ne oldu?

  • Düşen nesne çok hızlı bir şekilde düştü, ancak gerçekleştiğini pek anlamadım
  • Sabit gözlemci, nesnenin kaybolduğunu ve olay ufkuna asla ulaşmadığını düşünürdü.
  • Cooper bazı yerçekimi kitaplarına dokunuyor ve insan ırkını kurtarıyor.

Öyleyse, gözlemci konumundan itibaren, şekil alması ve başlaması için varolması için hiçbir zaman yeterince kütle düşmemesi halinde kara delik görebiliyor mu?
LocalFluff

@LocalFluff "Bir kara delik gör" ne demek ? Eğer onun çekimsel etkilerini gözlemlemek istiyorsan, sorunu görmüyorum.
Rob Jeffries

İlk bölümün yanlış. Düşmek için belirli bir süre yeterlidir, yani sizin gibi nesnenin yaşadığı zaman. Bunu gösteren sevimli bir tesadüf olarak, istirahattan bir Schwarzschild kara deliğine radyal serbest düşüş için, ufka (ya da herhangi bir özel Schwarzschild radyal koordinatına) ulaşmak için geçen süre Newton gravitesinin öngörüsü ile tam olarak eşleşir.
Stan Liou,

@RobJeffries Ama sonra tüm dış gözlemciler için bir nötron yıldızı kalacaktı. Kara delikler, nasıl gözlendiğine bakılmaksızın dış gözlemciler için asla oluşmaz. Bir potansiyel olarak arka plan nesnelerini geçen bir kara delik görülebilir. Toplanmayan bir SMBH hiç parlamaz, yüzeyinin çok yakınında milyonlarca Güneş kütlesi bulunan bir nötron yıldızı oldukça vahşi olurdu.
LocalFluff

1
@LocalFluff Bir nötron yıldızı ve bir kara delik tamamen farklıdır. Schwarzschild yarıçapı yakınında hiçbir yerde yarıçaplı hiçbir nötron yıldızı bulunamaz. Eğer bu yüzden olabilir bir nötron yıldızı görüyor.
Rob Jeffries,

5

Mantıksal sonuç, bir olay ufkunun oluşamamasıdır, çünkü ilk parçacık, olay ufkunun oluşmasından hemen önce ( Fermat'ın sonsuz inişi ) asimptotik olarak sıfıra yavaşlar .

Olay ufkunun ortaya çıkışı bu nedenle dışarıdan görülen sonsuz zamanı alır. Ancak Hawking radyasyonu nedeniyle kara delik sadece sonlu bir zamandır. Dolayısıyla bir olay ufku oluşmuyor.

Bu konuda sinir bozucu olan şey, inek olarak adlandırılmamak için en azından Stephen Hawking olmanız gerektiğidir .

Bu paradoksunun üstesinden gelmek için mevcut ana yol, olay ufkunu tecrübe etmeyen tamamen genel görelilikçi uzay-içi geometriye geçmektir. Bu şekilde olay ufkunu kutup olarak görmezsiniz, ancak kara deliğin merkezinde tekilliği, kuantum kütleçekimi ile ilgili fiziksel yasaları araştırmak için henüz yönetilmemiştir.


Bu ilginç bir nokta ve düşündürücüdür. Kara delikler hakkında ne keşifler yapıldığını görmek ilginç olacak. Kara deliğin oluştuğu sırada “içinde” olan konu hakkında hala merak ediyorum (örneğin, bu konunun gerçekten de kara delik / olay ufkunda olduğunu düşünüyorum). Bununla birlikte, maddenin "görüntüsünün" olay ufku ile genişlemesi doğru olsa da, o madde bile olay ufkunun kenarında harici bir bakış açısıyla görülebilir.
Jonathan,

@Jonathan Örneğin, bir karadeliğin en basit şekli olan Schwarzschild çözümünü bir dış gözlemciden varsayarsanız, üç bölgeyi ayırt etmeniz gerekir: uzay benzeri, ışık benzeri ve zaman benzeri bölge. Işık benzeri bölge olay ufkuna karşılık gelir. Maddenin özelliklerini bu bölgeler arasında dönüştürürseniz fiziksel özelliklerini o kadar değiştirirler ki, "madde" terimi pek anlamlı olmaz, ne "madde" ne de "olur". Bir uzay boyutu zamanla rolleri değiştirir.
Gerald

1
@Jonathan Düşüncenin bir yolu, maddenin bilgisinin olay ufkunda saklandığı, bazı sıvı simülasyonlarının olay ufkunun, maddeye bulaşmasından dolayı fraktal bir yapısını gösterdiği; bu bilgi paradoksunun üstesinden gelmenin bir yolu olabilir. Bu ne Schwarzschild ne de Kerr çözümü değil.
Gerald

1
Bir kara delikten "eteklerin altına" gerçekten bakabilir miyiz diye merak ediyorum. Elbette yapamayız ve bir karadeliğin içinde tekillik olduğunu söyleyen herhangi biri, kullandıkları matematiksel modelin bir tane olduğunu söylüyor. Bir kara delik oluşturan tüm kütle / enerji olay ufkunda iki boyutlu bir yüzeye sıkıştırılmışsa, gözlemsel olarak farkı söylemenin herhangi bir yolu var mı? İsviçre peyniri içinde delikler vardır, ancak hiç kimse bu deliklerin İsviçre peyniri olduğunu iddia etmez.
Howard Miller

@Gerald FYI, lütuf ödülü için kanıt / referans arıyorum.
Jonathan

4

Kozmologları kışkırtmayı düşündüm!

Kelimenin tam anlamıyla yıllardır sürmekte olduğunu ve bu konuyu izleyen birisinin olup olmadığını bilmediğim için bu tartışmaya geç kaldım.

80'li yılların sonlarında UC Berkeley'de astrofizik okudum, bu yüzden belki de bilgilerim biraz tarihli, açık özür dilerim. Son 30 yıldır bu problemi düşünmek için çok zaman harcadım ve birkaç fikir öne sürdüm.

İlk olarak, bu varsayımlar varsayımlara dayanmaktadır:

  • olay ufkunda zaman durur
  • Geriye bakan EH'ye düşen bir gözlemci, evrenin hızlı bir şekilde ölümü ısıtmasını izlerdi.
  • şarj edilmeyen, dönmeyen, güneş kütleli kara delik
  • nötron dejenerasyon basıncının üstesinden gelmek ve bir kara delik oluşturmak için 2-3 güneş kütleli bir yıldız yeterlidir (tartışma için 2 olarak adlandırın)

Doğruysa, varsayım:

  • 3 güneş kütlesinin yıldızı ile başlayın
  • ufkunun bile varlığını ve parametrelerini “doğumundan” düşünmeliyiz
  • Minimum Schwarzschild yarıçapı sadece 12 mil (2 güneş kütlesi) 'dir
  • orijinal ana sekans yıldız yarıçapı yaklaşık 100.000 KM (kırmızı dev için 100M + Km)
  • gözlemci başlangıçta yıldız yörüngesinde
  • yıldız helyum ve kaskadların son yüzdelerinde yanar ve doğrudan karadeliğe düşer.
  • Yıldız çökerken bazı maddeler yıldız centroidin 20 mil uzerinde daralır (2 güneş kütlesi olarak adlandırılır)
  • Olay ufku şimdi matematiksel olarak oluşturuluyor ve bu yarıçaptaki tüm maddeler için zaman durduruyor
  • O yarıçapın dışındaki madde , zamanla EH çevresinde bir sıkıştırma küresi oluşturmayı henüz durdurmadığından düşmeye devam ediyor
  • Zaten İÇERDİR, EH düşmeye devam eder. (korunması gereken momentumu vardır). VEYA, zaman içinde tüm maddeleri KAZANMAYI pozisyonda (dış gözlemciye serbest mi?
  • Dış gözlemci, EH STOP'taki maddenin düşmesini ve yayılmasını izleyecekti.
  • Evreni inceleyen düşen madde şimdi evrenin hızlı bir şekilde yaşlanmasını, belki de ölümünü izleyebiliyor mu?
  • Eğer öyleyse, bu, EH oluştuktan sonra, düşen tüm EH maddelerinin karadelik buharlaşıncaya kadar EH'de tutulduğu anlamına gelir.
  • Bu aynı zamanda arka arkaya düşen art arda daha hızlı zaman dilimlerinde düşen maddenin büyük bir kompresyonuna yol açar.
  • Verilen örnekte, bu, basınçla hızla artan ve hızla artan bütün bir madde kütlesidir. (EH zamanında durdu, bu nedenle yörüngedeki güneş gözlemcimiz perspektifinden hiçbir etkileşim oluşmuyor, ancak art arda EH kompresöründen uzağa uzayan daha az zaman dilate edilmiş katmanlar, yakıtını beş saniye içinde yakacak yepyeni bir yıldızın eşdeğeri haline getirdi. birkaç saniye. IE SUPERNOVA)
  • VE şu anda EH'deki maddenin güneş kütlesi ile SW içindeki 2 güneş kütlesi arasında meydana gelen yerçekimsel çekim dengesizliği var.
  • Aslında, yıldız çöküşünün oluşturduğu tüm karadelikler, 2 güneş kütleli 12 mil genişliğinde schwarzschild yarıçapı olarak hayata başlamalıdır.
  • Bu türdeki karadelik boyutlarının büyümesi (ilkel kara delikler hariç) SADECE EH maddesinin toplanması veya karadeliğin EH'lerinin birleştirilmesi nedeniyle olmalıdır.
  • Hayatımız boyunca EH'ye asla (veya içinden) düşmemesi, hatta bir karadeliğe düşmekte olan bir gözlemcinin evrenin hızla ardında yaşadığını (geleceğin) görmesini sağladığımız sürece, evrenin yaşam süresi bile düşmemelidir.
  • Bu nedenle, radyasyonun tüm kara deliklerden algılanması, EH'ye çok yakın olan maddenin etkileşimlerinden kaynaklanmaktadır.
  • Hangi soruyu sorar, GRAVITY EH'yi aştı mı?
  • Olmazsa, bir kara deliğin yarattığı güneş kütlelerini "2" kaybetmesi gerekir (kitlenin oluşumundan bir süre önce belki görünür bir ikili çift süpernovada ölçebiliyorsak test edebiliriz)
  • Fakat eğer yerçekimi EH'yi kabul edildiği gibi aşarsa, EH'deki güneş kütlelerinin yerçekimi içindeki madde üzerinde karşı bir kuvvet uygulamalıdır, EH içindeki çöküşü DÜZENLENMEK!
  • Ayrıca, yeni yerçekimi dalgası dedektörlerimizin duyduğu "çınlama" etkisi "olmalı, çünkü içerisindeki madde sonsuz bir tekilliğe çökmekle kalmaz, aynı zamanda" sıçrar "ve yerçekiminden ve farklı zaman dilimi katmanlarından geri döner
  • Bir sonuç olarak, bu COULD, bir tekillikten ziyade boyutsallıkların değiştirildiği veya tersine çevrildiği (zaman / mesafe) bir çeşit "torus" ile sonuçlanır.
  • Buna, karşıt iç güçlerle birlikte mera yoğunluğunu da ekledik ve muhtemelen bazı tuhaf uzay-zaman topolojileri ile sonuçlanabiliriz.
  • SAF spekülasyonu: Kara deliğin içindeki çevre, zamanın okunu değiştirirseniz, büyük patlamanın (beyaz delik?) Kendi evrenimizin tarihi gibi bir sürü görünmeye başlar. (algıladığımız gibi evren genişlemiyor, farklı zaman dilimlerinde olan bakış açımızdan farklı mesafelere sahip bir torusa sıkıştırıyor)
  • Bir lisans öğrencisi olarak, evrenimizin bir karadeliğin içi olduğu bir kağıt yazdım ve son 30 yılda bu çözüme yerleşen pek çok teori gördüm (üzgünüm).
  • Evrenimizin bilinen tüm evrenimizin entropisine eşit bir olay ufkunu temsil eden 4 boyutlu bir “küre” üzerinde sıkıştırılmış (3B) bir hologram olduğu hakkındaki en son fikirleri de dahil olmak üzere. Zarif.

Burada çok uzun soluk yorumlar için özür dilerim. Eminim fikrin İsviçre peyniri daha fazla delik vardır. Evren, etkileşim kuramayacağımız bütün bu küçük cep evrenlerinde neye benzemeye başlar!

Bu kavramları bir sonraki seviyeye anlayabilecek soru ve theanswer şudur:

Bir olay ufku şekil değiştirebilir mi?

Eğer olay zaman diliminde olay ufkuna kilitlendiyse, hareket edemez (EH'ye göre). Düşen madde evrenin sonuna tanıklık edebilirse, hatta çok uzun bir zamana şahit olabilirse, madde zamana göre genişlemelidir. Eğer TD kilitli değilse, düşme yapan bir gözlemci, ARASINDAKİ HIZLI YAŞLANAN UNİVERSİNİ GÖRMEMEK GEREKMEMELİDİR.

Öyleyse, EH'nin şekli değiştirebilmesi için:

  • maddenin EH ile hareket etmesi gerekiyor (hızlanma? momentum? serbest enerji?)
  • YA, matematiksel bir tanım olan EH, maddenin konumuna bakılmaksızın hareket edebilir, böylece maddenin zaman dilimi miktarını değiştirebilir, EH dışındaki maddeleri yavaşlatan / hızlandıran / durduran madde veya UNKNOWN etkileri zaten varsa EH. (Muhtemelen bir EH her zaman büyüklüğünü ARTTIRACAK, peki ya şekil?)
  • şekle dönüş: Bir EH elipsoid olabilir mi? Gözleme? Küreden gözleme biçimine geçebiliyorsa, bu, küresel yarıçapın yakınında EH'nin içinde bulunan maddenin şimdi yarıçapı aniden büzüldüğü gibi, SİYAH TUTANDAN ortaya çıktığı anlamına gelmiyor mu? (sürece, yine, EH ile bir şekilde sürüklenmez)
  • bu durumda, kara delik birleşmeleri, HH içinden maddenin Hawking radyasyonu dışında tamamen yeni bir kara delik emisyonu formu oluşturarak oradan kaçmasına izin vermez mi? Bunu nasıl tespit ederiz? Nasıl bilebiliriz?

Bence cevap, LIGO’ya ve gelecekte de bu aracın çevrimiçi haline getirilebilecek daha güçlü sürümlerine dayanıyor. Yerçekimi dalgalarının ve bunlarla ilişkili gama ışını patlamalarının kara deliklerin birleşmesinden kaynaklanan değişikliklere, varış zamanlarına, spektrum karşılaştırmalarına ve nihayetinde yönüne dikkat edilmesi olay ufukları çarpıştığında tam olarak ne olduğunu tespit etmemize yardımcı olacaktır!

Bu fikirleri gözden geçirmek için zaman ayırdığınız için teşekkür ederiz!


2
1) Metninizi iki yıldız arasına yerleştirin, yani: italik*this text* olacak . 2) 3 Güneş kütleleri karadelik oluşturmak için yeterli değil. 3) Sadece uzak gözlemciler için EH'de zaman durur, EH'ye düşen nesneler geçerken hiçbir şey yaşamaz. 4) Tüm büyük metinler çok iyi görünmüyor, italik biçimlendirmeyi kullanmanızı öneririm (veya çift yıldızlar metninizi kalınlaştırır ).
peterh, Monica

Ve metin duvarı hakkında bir şeyler yap . İnsanların katkınızı okumasını istiyorsanız, okunmasının kolay olduğundan emin olun.
Jan Doggen

Çok ilginç geri bildirim ve kesinlikle düşündürücü! Gelecekteki gözlemlerin (özellikle LIGO kara deliklerin birleştirilmesi gözlemleri) olay ufkunda zaman gerçekten donmuşsa “daha ​​fazla ışık tutuyor” görmek ilginç olurdu. Olay ufkunun, eğer zaman orada donarsa şeklini değiştirememesi gerektiği ilginç bir düşünce! Kesinlikle düşündürücüdür.
Jonathan

4

Birkaç harika henüz teknik cevap verildi ve kara deliklerin olay ufkunda "donmuş" olduğunu düşünmenin neden faydalı olmadığını açıklayan çok güzel cevaplara hiçbir şey ekleyemiyorum. Ama daha temelde yararlı olan felsefi bir bakış açısıyla cevap verebilirim, bu göreliliğin temel dersinin gerçeğin çeşitli yerlerde ve zamanlarda gerçekleşen bir sürü şeyi içerdiğidir, bu yüzden gerçeklik yerel bir şeydir . Bunun gibi, eğer bir yerde ve zamanda ne olduğunu bilmek istiyorsanız (o yere ve saate nasıl numara vermeye karar verdiğinizden bağımsız olarak, bu, Dünya yüzeyini nasıl koordine edeceğinizi seçmek gibi), o zaman bir kimseye sormalısınız. o yerde ve zamanda!

Bu basit kurala göre, bir kimseye henüz bir kara delik oluşup oluşmadığını belirten bir olay ufkundan düşmesini istemeliyiz. Olduğunu söyleyecekler ve sınırlı bir zamanda o merkezi kara deliğe ulaştıklarını söyleyecekler. Bu mesajı alıp almamanız daha zor bir meseledir, ancak aynı şeyi söylerler çünkü gerçeklik bir yerde olur ve biz her zaman orada birinden onu deneyimlemeyi hayal edebiliriz - ve onlardan isteyin . Ya da en azından iletişimin zorlaştığı veya imkansız olduğu durumlarda ne söyleyeceğini hayal edin .

Bu basit kurala uyursanız, o zaman tüm görünür koordinat paradoksları derhal yok olur. Koordinatlar hesaplamalar yapmak için yararlı bir dildir, ancak “ne” hakkında iddialarda bulunmak için kullanışlı bir dil değildir. Bu gözlem için bir konudur ve tüm gözlemler yereldir - hiç kimse bir koordinatı gözlemlemez ve keyfi koordinat seçeneklerinden çok daha fazlasını yapar.


1
" tüm gözlemler yereldir " - bu basit ifade bir yumruk getiriyor! Kopenhag yorumu ... dolaşma ... bağımsız bir gerçeklik diye bir şey yok mu?
Chappo,

1
Zaten bilime erişilemez. Bilim ampirik olmalı, gözlemciye dayanmalı, sadece yerel olayları tanımlayabilsin. Bu kapsamını sınırlayabilir. Görünmez yenilikleri bilimden uzak tutmanın yolu budur, fakat başka ne kaybedeceğimizi bilemeyiz. Yine de, bir yerlerden biri kara deliğin oluştuğunu ve bir olay ufkunu geçtiğini söylüyorsa, kara deliğin var olmasına izin vermeliyiz. kendi gözlemlerimizden.
Ken G,

Einstein, gerçekliğin göreceli olduğu iddiasıyla derinden sarsıldı , bu yüzden 1950'de Schrödinger'e şöyle yazdı: “Laue'nin yanı sıra, tek bir dürüstlük varsa, gerçeğin varsayımına ulaşamadığını gören tek çağdaş fizikçisin. Onların çoğu [diğer fizikçiler] gerçeklikle ne tür riskli bir oyun oynadıklarını görmüyorlar - gerçeklik, deneysel olarak kurulmuş olandan bağımsız bir şey. "
Chappo,

1
Bu tutuma hep şaşırdım, çünkü bana her zaman algılama yeteneğimizle sınırlı kalacağımız açıkça görülüyor. Gerçekliği bir çeşit saf biçimde algılayacağımıza dair hiçbir garanti yoktu - filtrelerimizden her zaman geçen her zaman olacaktı. Bilim seçimi bile ek filtreler sunar, hiçbir şeyin kaybedilmeyeceği garantisi neydi?
Ken G

0

Bir kara deliğe düşen bir gözlemci, engelsiz olarak tekilliğin içine düştüğünü görmez. Kara delik sonsuzluktan önce daima buharlaşacak, bu nedenle infüzyon yapan gözlemci buharlaşmış bir kara deliğin merkezine düşecek ve evrensel ısı ölümünden başka özel bir şey bulamayacak.


1
Ve bu arada, her yerde fizikçiler sonsuzluk eklerken neler olduğu konusunda kafanız karışmış gibi görünüyor. Kara delik buharlaşmasını yoksay. Buradaki iddia, fiziğin tüm referans çerçevelerinde benzer şekilde doğru kalmasıdır. Uzaktaki bir gözlemci için referans çerçevesi yoktur, çünkü sonsuz bir süre sonra, içeri giren kişi hala ufkun üzerine düşmez. Öyleyse infalling gözlemcisinin normal bir deneyime sahip olacağını söylemek için açık bir neden yoktur = sonsuzluk. Sonsuzluk ekleyemez veya sonsuzluğa bölemezsiniz. Yapmaya çalıştığınız zaman fiziksel kavramlarla teması kaybettiniz.
Akıllı adam,

1
Bütün sorun geçersiz bir analitik uzantıdan kaynaklanıyor. Evreni, bir fotonun açıldığını göreceği gibi tanımlamaya çalışmak gibi. Evren sadece iki durumla var olur: t = 0 ve t = 1. İki devlet keşfedilebilir bir ilişki paylaşmayacak ve gerçek anlamda keyfi olurdu, çünkü foton deneyimi zamanın sonsuzluğa bölünmesini gerektiriyor ve bu nedenle konuşması anlamsız.
Akıllı adam,

Bu cevabın neyin yanlış olduğunu anlamıyorum, kara deliklerin hawking ışınımı nedeniyle gerçekten buharlaştığını farz ediyorum ve zaman genişlemesi, kara deliğe düşen gözlemcinin evrenin geleceğini gözlemleyeceği şekilde. Cevap biraz daha ayrıntılı olsaydı iyi olabilirdi. Kesinlikle ilginç bir düşünce! Bu durumda, sonsuz zamanın dahil olduğuna inanmıyorum, çünkü kara delik buharlaşmadan önce sınırlı bir süre geçecek. Ayrıca bakınız: astronomy.stackexchange.com/questions/2524/…
Jonathan

2
Yanlış, çünkü infanser kısa sürede merkeze kendi saatlerinde ulaşıyor. Sadece sonsuzlukta bir kişi tarafından kullanılan zaman koordinatını umursamıyorlar ve başka bir yerde 'neler olduğunu' söylemek için yerel olmayan bir zaman koordinatını kullanmamalıyız. Bu göreliliğin temel derslerinden biridir - gerçeklik yereldir , bu yüzden olay yerindeki kişiye sorun . Diğer her şey sadece koordinatlar ve çok fazla koordinattan oluşuyor.
Ken G

Gerçekten de, bu, kozmolojide ortaya çıkan ve “gözlemlenebilir evren” meselesine benzer. Bunun ötesinde, kozmolojik ilkenin bir tokatlamakla farz ettiğimiz ejderhalar var - yine de bildiğimiz tek şey, tam, küresel, evreni asla bilemeyeceğimiz ve başka bir gözlemcinin içerebileceği başka ne olduğunu deneyimliyorum ama asla olmayacağız.
Ken G
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.