Karadelikte ışık hızı

Yönlü bir foton yayan kaynağım varsa ve onu görünür evrene doğru yukarı ve dışarı dönük bir kara deliğin içine yerleştirdiysem, ışık hızında seyahat eden fotonların yönü yavaşça merkeze geri döndüreceğini varsayıyorum.

Aynı kaynağı alıp kara delik merkezine doğru işaret eden kara deliğin dışına yerleştirirsem, yayılan bir fotonun merkeze doğru gittiği ışık hızından daha hızlı gideceğini varsayabilir miyim?

black-hole photons

— tnt-rox
kaynak

Sana oy verdim çünkü görüntüleri çok seviyorum ama ışık böyle davranmıyor. Işık düz bir çizgide hareket eder, sadece uzay kavisli olduğunda kıvrılır, bu da kara deliğin olay ufkunun içinde bulunur. Kaynak eğrinizden tekilliğe doğru tüm olası ışık yolları, yukarı, yavaşlama veya geri dönüş yok, tekillikte sadece tüm yönler var. Bununla birlikte, uzay-zaman diyagramlarını kafa karıştırıcı bulduğum için bunu cevaplamak istemem dedi.

— userLTK

Küçük uyarı: Buradaki tüm cevaplar, kara delikler anlayışımızın (yani genel görelilik, bir kara delik modellerimizle, özellikle Schwarzschild ve Kerr), olay ufkunun içini aynı doğrulukla tanımlamaya devam ettiği varsayımına dayanmaktadır. dışını tarif eder. Başka hiçbir şeye inanmak için hiçbir nedenimiz yok, ancak bu modellerin gerçekten (yakın) gerçeği varsayarsak , gerçek cevabı asla bilemeyiz.

— Arthur

"Yukarı" ve "dışarı" kavramlarının bir kara deliğin olay ufku içinde mantıklı olmadığı izlenimindeydim.

— emory

Sınırlı anlayışımdan, "hız" ve "yön" gibi kavramlar karadeliklerin içinde gerçekten mantıklı değil.

— user253751

@ Fandango68 Yapmıyoruz. "Yuvarlak dönmeyen karadelik" gördüğünüzde, "olay ufkunun kürenin yüzeyi olduğu bir kara delik" hayal edin. Kara deliğin iç yapısı hakkında , genellikle bir tür "huni" (rotasyon ve elektromanyetizma ile çılgın şekiller alarak) ağır çarpıtılmış olabilir veya olmayabilir " ("genel görelilikle tam olarak tanımlanamayan) tekillikle" Ve neden yuvarlak olay ufku? Matematikte daha kolay. Ayrıca, küresel olmayan dönen ve şarj edilmiş kara delikler için modellerimiz var.

— Luaan

Yanıtlar:

Böyle çalışmıyor. Işık kaynağındaki bir gözlemci (ve aslında başka herhangi bir yerdeki gözlemciler) her zaman ışığın yerel olarak ışık hızında hareket ettiğini (vakumda) görür.

Düşünce denemenizde de büyük bir sorun var. Öyle mümkün değildir , bir kara deliğin olay ufkunda içinde sabit bir ışık kaynağı olması için. O ve çevresindeki her şey içe doğru hareket ediyor olmalı . Bu, olay ufkunun dışında bir gözlemci için zamanın geçişi kadar kaçınılmaz ve kaçınılmazdır.

Kanımca, olay ufkundaki durum hakkında düşünmenin en iyi "görsel" yolu, ışık fotonlarınızı akarsu gibi yüzmeye çalışan somon gibi hayal ederken, akarsu ile akan bir teknede iken ve somonu suya serbest bırakmaktır . Somonun her zaman teknenize göre biraz hızda yüzdüğünü göreceksiniz. Ne yazık ki dere yeterince hızlı akarsa, somon ilerlemez ve ikiniz de bir akış aşağısında bir şelale (tekillik) üzerinden süpürüleceksiniz.

Aynı şekilde sağduyunuz, ışığı karadeliğe ateş etme durumu ile başarısız olur. Işık her zaman yerel olarak hızına sahip olarak ölçülür . Kara deliklerin sergilediği tüm garip davranışlara yol açan bu prensibin sonuçlarını takip eder. $c$

— Rob Jeffries
kaynak

@ tnt-rox Olay ufkunun içinde statik bir gözlemci (bazen kabuk gözlemcisi olarak da adlandırılır) diye bir şey yoktur.

— Rob Jeffries

"Vakum" kelimesi eksik değil mi? Işık her zaman seyahat etmez .

c

$c$

— Eric Duminil

Bunu evde denemeyin.

— Çilek

Leonard Susskind'in derslerinde aynı "yukarı akışlı yüzmeyi" kullandığını hatırlıyorum. Özü iyi yakalar.

— TT.

@EricDuminil Işığın her zaman c'de hareket ettiği izlenimindeydim, ancak vakumda olmayan parçacıkları seker, daha uzun bir yol almasına ve daha yavaş görünmesine neden olur.

— Feathercrown

Işık hızını "yerel olarak" aşamazsınız. Ama tahmin -see- edebilirsiniz ^* mesafeler ışık hızından daha hızlı artış .

"Yerel uzay zamanına göre hareket" anlamına seyahat ederek, daha sonra hafif kutu Değilse yolculuk ışık hızından daha hızlı. Örneğinizde, uzaklık ışık hızından daha hızlı artar, çünkü uzay zamanı kara deliğin içinde yerçekimi ile sürüklenir .

_{* Aslında bunu göremezsiniz, çünkü aynı şekilde bir şekilde aktarılması için bazı bilgilere ihtiyacınız olacaktır! Bu mümkün değil, çünkü bu lanet c sınırlaması.}

— J. Chomel
kaynak

@ j-chomel cevabınız parlak, özellikle bu mesafeyi kavramaya başladığım özellikle "mesafeler ışık hızından daha hızlı artıyor" gibi.

— tnt-rox

@ tnt-rox, bir süre önce benzer bir sorum vardı ve aldığım cevaplardan çok şey öğrendim: astronomy.stackexchange.com/questions/19909/… .

— J. Chomel

İşte bu yüzden görünür evrenin çapı (93 milyar ışıkyılı), kuruluşundan bu yana geçen yıl sayısından (13.8 milyar yıl) daha büyük olabilir.

— vsz

Işık hızı sabit kalacaktır. Bir karadeliğin yakınında algılanma şekli, nerede ve nasıl algılandığı ile değişse de, sabit kalacaktır. Işığın hızı, sadece bir kara deliğe yakın olduğu için artmaz veya azalmaz.

— Karanlık madde
kaynak