Ich verstehe, dass sich die Zeit verlangsamt und anhält, wenn man sich dem Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs nähert. Ich habe dies an mehreren Stellen erklärt sehen, einschließlich einer kurzen Erklärung im letzten Absatz unter: http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#General_relativity , zitiert unten:
Oppenheimer und seine Co-Autoren interpretierten die Singularität an der Grenze des Schwarzschild-Radius als Hinweis darauf, dass dies die Grenze einer Blase war, in der die Zeit stehen blieb. Dies ist eine gültige Sichtweise für externe Beobachter, jedoch nicht für unfehlbare Beobachter. Aufgrund dieser Eigenschaft wurden die kollabierten Sterne "gefrorene Sterne" genannt, [17] weil ein äußerer Beobachter die Oberfläche des Sterns in dem Moment eingefroren sehen würde, in dem sein Kollaps ihn in den Schwarzschild-Radius bringt.
Bedeutet das dann, dass eigentlich keine Materie in ein Schwarzes Loch fällt (außer möglicherweise, was sich dort bei seiner Entstehung befand)? Bedeutet das auch, dass sich Materie gerade außerhalb ihres Ereignishorizonts ansammelt? Soweit ich weiß, wäre dies die Perspektive von außerhalb des Schwarzen Lochs. Wenn dies der Fall ist, frage ich mich, ob wir eine enorme Menge an Materie rund um den Ereignishorizont beobachten würden, die aber extrem rot verschoben wäre.
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Eine Antwort auf eine andere Frage, insbesondere auf den Endabschnitt, bietet auch hier einen Einblick: https://astronomy.stackexchange.com/a/1009/1386
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Diese YouTube-Videos, die jemand zusammengestellt hat, erklären das Konzept sehr gut und scheinen darauf hinzudeuten, dass diese Idee an Fahrt gewinnt!
https://www.youtube.com/watch?v=yZvgeAbrjgc&list=PL57CC037B74307650&index=118 https://www.youtube.com/watch?v=b1s7omTe1HI
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Dieses neue YouTube-Video beschreibt diese Idee sehr gut und beschreibt, wie Schwarze Löcher funktionieren!
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Antworten:
Ja, Sie haben absolut Recht, aus UNSERER SICHT heraus.
Aus Kip Thornes Buch "Black Holes and Time Warps: Einsteins unerhörtes Vermächtnis".
„Wie ein Stein, der vom Dach gefallen ist, fällt die Oberfläche des Sterns zuerst langsam nach unten (schrumpft nach innen), dann immer schneller. Wäre Newtons Schwerkraftgesetz korrekt, würde diese Beschleunigung der Implosion unaufhaltsam fortgesetzt, bis der Stern ohne Innendruck mit hoher Geschwindigkeit auf einen Punkt zerdrückt wird. Nicht so nach den relativistischen Formeln von Oppenheimer und Snyder. Wenn sich der Stern seinem kritischen Umfang nähert, verlangsamt sich seine Schrumpfung zu einem Kriechen. Je kleiner der Stern wird, desto langsamer implodiert er, bis er genau am kritischen Umfang eingefroren ist. Egal wie lange man wartet, wenn man sich außerhalb des Sterns (dh im statischen externen Bezugssystem) in Ruhe befindet, kann man den Stern niemals durch den kritischen Umfang implodieren sehen.
„Wird dieses Einfrieren der Implosion durch eine unerwartete, allgemeine relativistische Kraft im Inneren des Sterns verursacht? Nein, überhaupt nicht, stellten Oppenheimer und Snyder fest. Sie wird vielmehr durch die Gravitationszeiterweiterung (Verlangsamung des Zeitflusses) in der Nähe des kritischen Umfangs verursacht. Die Zeit auf der Oberfläche des implodierenden Sterns, wie sie von statischen externen Beobachtern gesehen wird, muss immer langsamer fließen, wenn sich der Stern dem kritischen Umfang nähert, und dementsprechend muss alles, was auf oder innerhalb des Sterns auftritt, einschließlich seiner Implosion, in Zeitlupe erscheinen und dann allmählich einfrieren. "
„So eigentümlich dies auch erscheinen mag, noch eigentümlicher war eine andere Vorhersage, die von Oppenheimer und Snyders Formeln gemacht wurde: Obwohl die Implosion bei statischen externen Beobachtern am kritischen Umfang gefriert, friert sie bei Beobachtern, die nach innen reiten, überhaupt nicht ein auf der Oberfläche des Sterns. Wenn der Stern ein paar Sonnenmassen wiegt und ungefähr so groß wie die Sonne ist, implodiert er, wie von seiner eigenen Oberfläche aus gesehen, in etwa einer Stunde auf den kritischen Umfang und implodiert dann weiter nach oben und nach unten Umfänge. "
„Wenn man Oppenheimers und Snyders Formeln vom Standpunkt eines Beobachters auf der Oberfläche des Sterns aus betrachtet, kann man die Details der Implosion ableiten, selbst nachdem der Stern innerhalb seines kritischen Umfangs gesunken ist. Das heißt, man kann feststellen, dass der Stern auf unendliche Dichte und null Volumen zerkleinert wird, und man kann die Details der Raumzeitkrümmung bei der Zerkleinerung ableiten. “P217-218
OK, aus unserer Sicht wird sich die gesamte Materie um den kritischen Umfang konzentrieren und nicht weiter. Das ist in Ordnung, diese Hülle kann theoretisch alle Kräfte auf das äußere Universum ausüben, wie Gravitationsanziehung, Magnetfeld usw. Der Punkt wie Singularität, der in der unbestimmten Zukunft des Schwarzen Lochs liegt (aus unserer Sicht), in der Tat Die unbestimmte Zukunft des Universums selbst konnte solche Kräfte nicht auf dieses Universum ausüben. Diese Singularität wird nur "erreicht", wenn ein Beobachter über den kritischen Umfang hinweg reitet und durch den Prozess der Zeitdilatation das Ende des Universums erreicht.
Dies ist offensichtlich ein Bereich der aktiven Forschung und des Denkens. Einige der größten Köpfe der Welt nähern sich diesem Thema auf unterschiedliche Weise, haben jedoch bisher keinen Konsens erzielt, und es scheint sich auf faszinierende Weise ein Konsens zu ergeben.
http://www.sciencealert.com/stephen-hawking-expllains-how-our-existence-can-escape-a-black-hole
Stephen Hawking sagte auf einer Konferenz im August 2015, er glaube, dass "Informationen nicht im Inneren des Schwarzen Lochs gespeichert werden, wie man es erwarten könnte, sondern an dessen Grenze, dem Ereignishorizont". Sein Kommentar bezieht sich auf die Auflösung des "Informationsparadoxons", einer lang anhaltenden physikalischen Debatte, in der Hawking schließlich zugibt, dass das Material, das in ein Schwarzes Loch fällt, nicht zerstört wird, sondern Teil des Schwarzen Lochs wird.
Weitere Informationen finden Sie unter: http://phys.org/news/2015-06-surface-black-hole-firewalland-nature.html#jCp
Mitte der 90er Jahre haben sich die amerikanischen und niederländischen Physiker Leonard Susskind und Gerard 't Hooft auch mit dem Informationsparadox befasst, indem sie behaupteten, wenn etwas in ein Schwarzes Loch gesaugt wird, hinterlasse seine Information eine Art zweidimensionalen holographischen Abdruck am Ereignishorizont , das ist eine Art "Blase", die ein schwarzes Loch enthält, durch das alles passieren muss.
Was am Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs passiert, ist sehr schwer zu verstehen. Was klar ist und was von der Allgemeinen Relativitätstheorie ausgeht, ist, dass aus der Sicht eines externen Beobachters in diesem Universum keine unfehlbare Materie über den kritischen Umfang hinaus voranschreiten kann. Die meisten Wissenschaftler ändern dann den Blickwinkel, um zu erklären, wie sie aus der Sicht eines unfehlbaren Beobachters in sehr kurzer Zeit vorgehen werden, um die Singularität im Zentrum des Schwarzen Lochs zu treffen. Dies hat zu der Vorstellung geführt, dass es in der Mitte jedes Schwarzen Lochs eine Singularität gibt.
Dies ist jedoch eine Illusion, da die Zeit, die benötigt wird, um die Singularität zu erreichen, für uns im äußeren Universum im Wesentlichen unendlich ist.
Die Tatsache, dass die Angelegenheit nicht über den kritischen Umfang hinausgehen kann, ist vielleicht keine „Illusion“, sondern sehr real. Die Materie muss aus UNSEREM BLICKPUNKT eine „Hülle“ werden, die den kritischen Umfang umgibt. Es wird niemals durch den Umfang fallen, solange wir in diesem Universum bleiben. Es ist also falsch, von einer Singularität in einem Schwarzen Loch zu sprechen. Es ist noch nicht passiert.
Der Weg durch den Ereignishorizont führt jeweils zu einer Singularität, ist aber in jedem Fall unendlich weit in der Zukunft. Wenn wir uns in diesem Universum befinden, ist noch keine Singularität entstanden. Wenn es noch nicht gebildet wurde, wo ist die Masse? Die Masse zieht an diesem Universum, richtig? Dann muss es IN diesem Universum sein. Aus unserer Sicht muss es genau diese Seite des Ereignishorizonts sein.
ERSTAUNLICH IST ES MÖGLICH, DIES ZU BEWEISEN. Die kürzliche Ankündigung von Gravitationswellen, die bei der Fusion von 2 Schwarzen Löchern entdeckt wurden, wurde von einem nicht verifizierten, aber möglicherweise passenden Gammastrahlenausbruch aus demselben Bereich des Himmels begleitet. Dies ist vom konventionellen Standpunkt aus unerklärlich, der besagt, dass die gesamte Materie zu einer Singularität komprimiert und unfähig wäre, wieder herauszukommen.
Wenn 2 Schwarze Löcher verschmelzen und Gammastrahlen aussenden, ist das oben Gesagte sicherlich eine Erklärung, die auch mit der Allgemeinen Relativitätstheorie übereinstimmt. Die Masse hat es (aus unserer Sicht) nie ganz durch den Ereignishorizont geschafft und war durch die enorme Gewalt der Fusion beunruhigt, von denen einige entkamen. Es mag eine tiefe Gravitationsquelle sein, aber ein sehr starker Gammastrahl sollte nur mit dem richtigen Tritt entweichen können (Anziehung durch ein noch größeres Schwarzes Loch, das sich nähert).
Weitere genauere Beobachtungen ähnlicher Ereignisse, die wahrscheinlich recht häufig sind, können weitere Hinweise liefern. Es gibt wahrscheinlich keine andere glaubwürdige Erklärung.
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Was Sie beschreiben, ist im Grunde die Interpretation von Schwarzen Löchern "kollabierter Stern" (Eng) oder "gefrorener Stern" (Rus), die vor Mitte der 1960er Jahre üblich war. Es war ein Fehler.
Angenommen, Sie sind in Bezug auf das Schwarze Loch entfernt und stationär. Sie werden beobachten, wie sich infallierende Materie asymptotisch dem Horizont nähert und mit zunehmender Rotverschiebung immer schwächer wird. Bedeutet das, dass die Materie am Horizont "verklumpt"? Angenommen, Sie werfen sich in Richtung des Schwarzen Lochs, um herauszufinden, was Sie sehen. Was Sie finden werden, ist, dass es vor langer Zeit in das Schwarze Loch gefallen ist.
Mit anderen Worten, der vernünftigste Weg zu beantworten, ob sich infallierende Materie am Horizont ansammelt oder nicht, besteht darin, die Situation aus dem Rahmen dieser infallierenden Materie zu betrachten. Und da ist es klar: Nein, es verklumpt nicht, wenn es in endlicher Eigenzeit den Horizont überquert. (Abgesehen davon ist für ein Schwarzschild-Schwarzes Loch das Fallen aus der Ruhe genau Newton in Schwarzschild-Radialkoordinate und der richtigen Zeit.)
Die "gemeinsame Sichtweise" wurde 1939 von Oppenheimer und Snyder anerkannt, aber erst in den 1960er Jahren wurde sie mit der Arbeit von Zel'dovich, Novikov et al. Allgemein als wirklich bedeutend in der Gemeinde anerkannt. 1965 führte Penrose auf der Grundlage der Eddington-Finkelstein-Koordinaten (1924/58) konforme Diagramme ein, die deutlich zeigten, dass der Kollaps der Sterne nicht verlangsamt wird, sondern zu einer Singularität führt. Für einen Überblick über die Geschichte dieses Standpunktwechsels vgl. Kip Thorne et al., The Memberane Paradigm (1986). Diese Themen werden häufig in vielen Relativitätslehrbüchern behandelt.
Ok, aber da es immer noch unendlich viel Zeit in dem Rahmen braucht, der an einen stationären entfernten Beobachter angepasst ist, heißt das, dass sich der Horizont nie in diesem Rahmen bildet? Es bildet sich: Die zugrunde liegende Annahme in dem Argument, dass dies nicht der Fall ist, ist, dass die infallierende Materie das Zentrum des Horizonts erreichen muss, um sich zu formen, oder dass sie einen bereits bestehenden Horizont durchquert, um sich zu erweitern. Aber diese Annahme ist einfach nicht wahr.
Ein Ereignishorizont ist definiert als zukünftige lichtähnliche Unendlichkeit, grob ausgedrückt als ob Lichtstrahlen austreten, wenn man unendlich lange wartet oder nicht. Das heißt, der Standort des Horizonts hängt zu jeder Zeit nicht nur davon ab, was geschehen ist, sondern auch davon, was in Zukunft geschehen wird. Im Rahmen des fernen stationären Beobachters verlangsamt sich die Materie, wenn sie in Richtung des Ereignishorizonts fällt, bis sie sich asymptotisch nähert ... aber der Horizont erweitert sich auch, um ihm zu entsprechen. In ähnlicher Weise muss die anfängliche kollabierende Materie nicht bis zur Mitte kollabieren, damit sich der Ereignishorizont bildet.
Es besteht keine Notwendigkeit: [Bearbeiten], dass eine bestimmte Zeitkoordinate nicht die gesamte Mannigfaltigkeit abdeckt, ist ein Fehler des Koordinatendiagramms, nicht der Raumzeit [/ Bearbeiten]. Senden Sie von jedem Ereignis einen omnidirektionalen Ort idealisierter Lichtstrahlen aus. Der Ereignishorizont ist die Grenze des Raumzeitbereichs, aus dem keiner dieser Lichtstrahlen ins Unendliche entweicht. Diese Frage hat eine objektive Antwort - für jeden gegebenen Lichtstrahl wird er entweder entkommen oder nicht.
Ein externer Beobachter müsste unendlich lange warten , um sicherzugehen, wo genau der Ereignishorizont liegt, aber das ist ein ganz anderes Thema. Mit Hawking-Strahlung schrumpft das Schwarze Loch, aber es ändert nichts an der Tatsache, dass Lichtstrahlen von einigen Ereignissen nicht entweichen und somit ein Ereignishorizont existiert.
Hier ist ein Penrose-Diagramm eines kugelförmig zusammenbrechenden Sterns, der ein schwarzes Loch bildet, das anschließend verdampft:
Angenommen, Sie zeichnen in diesem Diagramm zeitliche Kurven, die sich hartnäckig vom Horizont entfernen, und bestehen darauf, einen Parameter als Zeitkoordinate zu verwenden. Muss die Tatsache, dass Sie Koordinaten ausgewählt haben, die den Horizont ausschließen, damit in Einklang gebracht werden, ob der Ereignishorizont tatsächlich existiert oder nicht? Die Auflösung ist einfach: Wenn Sie über den Horizont sprechen möchten, verwenden Sie keine Koordinaten mehr, die ihn ausschließen.
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Wir müssen uns nur überlegen, wo der Zeitdehnungseffekt auftritt. Durch die dann von jedem Standpunkt aus über die Beobachtungen zu denken, dass der frei fallende Objekt und der externe Beobachter ist, können wir abgefunden nur mit dem, was geschieht , im Gegensatz , was scheint der Fall zu sein.
Die Erfahrung der Zeit
Wir müssen uns daran erinnern, dass ein Objekt, das sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, langsamer durch die Zeit (oder die 4. Dimension) wandert. Dies bedeutet nicht, dass es sich langsamer bewegt, sonst würde es offensichtlich nicht "mit einer bestimmten Geschwindigkeit" fahren.
Wo sich die Zeit verlangsamt, ist das Ticken der physischen Prozesse des Objekts selbst. Mit anderen Worten, meine Uhr würde Ihrer Meinung nach doppelt so langsam ticken, als ich mit 87% Lichtgeschwindigkeit an Ihnen vorbeiflog. Ich würde meine Arme normal bewegen, aber Ihrer Meinung nach würde ich meine Arme anscheinend doppelt so langsam bewegen und würde auch anscheinend in der Größe zusammengedrückt sein (dies ist nicht wirklich relevant).
Der Standpunkt des fallenden Objekts
Wenn Sie das Objekt wären, das in das Schwarze Loch fällt, würden Sie beschleunigen, wenn Sie sich dem Ereignishorizont nähern, aber es würde immer länger dauern , bis Sie auf die Annäherung reagieren und in kürzester Zeit in das Schwarze Loch fallen würden . Aus Ihrer Sicht würde sich Ihre Annäherung an den Ereignishorizont exponentiell beschleunigen.
Mit anderen Worten, Sie würden unglaublich schnell in das Schwarze Loch fallen, aber Sie hätten es kaum bemerkt, weil Ihnen aufgrund der Relativitätstheorie einfach nicht genug Zeit blieb .
Der Standpunkt des stationären Beobachters
Nun wird der stationäre Beobachter außerhalb des Einflusses des Schwarzen Lochs würde beobachtet etwas ganz anderes. Das Licht (oder besser gesagt die Information) über Ihren Abstieg würde immer roter werden, aber es würde auch immer länger dauern, um tatsächlich ihre Augen zu erreichen.
Dies bedeutet, dass der fallende Gegenstand laut Beobachter am Ereignishorizont zum Stillstand gekommen und verschwunden wäre.
Was ist also wirklich "passiert"?
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Die logische Konsequenz ist, dass sich kein Ereignishorizont bilden kann, da sich das erste Teilchen asymptotisch auf Null verlangsamt, kurz bevor sich der Ereignishorizont bildet ( Fermats unendlicher Abstieg ).
Das Auftauchen des Ereignishorizonts benötigt daher von außen gesehen unendlich viel Zeit. Aufgrund der Hawking-Strahlung existiert ein Schwarzes Loch jedoch nur eine begrenzte Zeit. Daher bildet sich kein Ereignishorizont.
Das Frustrierende daran ist, dass man mindestens Stephen Hawking sein muss , um nicht als Geek bezeichnet zu werden.
Der derzeitige Mainstream-Weg, um dieses Paradoxon zu umgehen, besteht darin, zu einer rein allgemeinen relativistischen Geometrie infallierender Raum-Zeit zu wechseln, die den Ereignishorizont nicht erfährt. Auf diese Weise vermeiden Sie den Ereignishorizont als Pol, aber Sie erhalten die Singularität im Zentrum des Schwarzen Lochs, die noch von physikalischen Gesetzen der Quantengravitation bestimmt wird.
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Denkanstöße für Kosmologen!
Ich komme zu spät zu dieser Diskussion, da ich sehe, dass sie buchstäblich seit Jahren andauert, und weiß nicht, ob es noch jemanden gibt, der diesen Thread überwacht, aber es geht los.
Ich habe in den späten 80ern Astrophysik an der UC Berkeley studiert, daher sind meine Informationen vielleicht ein wenig veraltet. Ich habe in den letzten 30 Jahren viel über dieses Problem nachgedacht und ein paar Ideen postuliert.
Erstens beruhen diese Vermutungen auf den Annahmen:
Wenn ja, dann Vermutung:
Entschuldigung für die furchtbar langatmigen Kommentare hier. Ich bin sicher, die Idee hat mehr Löcher als Schweizer Käse. So sieht das Universum mit all diesen kleinen Taschenuniversen aus, mit denen wir nicht interagieren können!
Die Frage und die Antwort, die für das nächste Verständnis dieser Konzepte von Nutzen sein könnten, lauten wie folgt:
Kann ein Ereignishorizont seine Form ändern?
Wenn die Materie zeitlich auf den Ereignishorizont begrenzt ist, kann sie sich nicht bewegen (relativ zum EH). Wenn einfallende Materie das Ende des Universums oder nur eine sehr lange Zeit erleben kann, dann ist die Materie per Definition zeitgebunden. Wenn es NICHT TD-gesperrt ist, SOLLTE ein fallender Beobachter DAS UNIVERSUM NICHT SCHNELL HINTER IHNEN SEHEN KÖNNEN.
Dann, wenn der EH seine Form ändern kann, entweder:
Ich denke, die Antwort liegt auf der Hand von LIGO und leistungsfähigeren Versionen dieses Instruments, die in Zukunft online gestellt werden sollen. Die Beobachtung von Änderungen, Ankunftszeiten, Spektrumsvergleichen und schließlich der Richtung von Gravitationswellen und den damit verbundenen Gammastrahlenausbrüchen beim Zusammenführen von Schwarzen Löchern hilft uns dabei, genau zu bestimmen, was passiert, wenn Ereignishorizonte kollidieren!
Vielen Dank, dass Sie sich die Zeit genommen haben, diese Ideen zu überprüfen!
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*this text*
damit er kursiv ist . 2) 3 Sonnenmassen reichen bei weitem nicht aus, um ein Schwarzes Loch zu erzeugen. 3) Die Zeit bleibt auf dem EH nur für die fernen Beobachter stehen, Objekte, die in den EH fallen, erfahren nichts, während sie daran vorbeigehen. 4) Alle Texte in Großbuchstaben sehen nicht sehr gut aus. Ich empfehle die kursive Formatierung (oder doppelte Sterne machen Ihren Text fett ).Es wurden einige wundervolle und dennoch technische Antworten gegeben, und ich kann nichts zu diesen sehr netten Antworten hinzufügen, die erklären, warum es nicht sinnvoll ist, zu glauben, dass Schwarze Löcher an ihrem Veranstaltungshorizont "eingefroren" werden. Aber ich kann eine Antwort mit einer wesentlich nützlicheren philosophischen Perspektive geben, die besagt, dass die zentrale Lehre der Relativitätstheorie darin besteht, dass die Realität eine Reihe von Dingen beinhaltet, die an verschiedenen Orten und zu verschiedenen Zeiten geschehen. Die Realität ist also etwas Lokales. Wenn Sie also wissen möchten, was an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit passiert ist (unabhängig davon, wie Sie diesem Ort und dieser Zeit Zahlen zuweisen, entspricht dies der Wahl der Koordinierungsmethode für die Erdoberfläche), sollten Sie jemanden fragen, der dies war an diesem Ort und zu dieser Zeit!
Nach dieser einfachen Regel sollten wir uns vorstellen, jemanden, der über einen Ereignishorizont fällt, zu fragen, ob sich noch ein Schwarzes Loch gebildet hat oder nicht. Sie werden sagen, dass es so ist, und sie werden sagen, dass sie in einer endlichen Zeit zu diesem zentralen Schwarzen Loch gelangen. Ob Sie diese Nachricht erhalten oder nicht, ist ein schwierigeres Problem, aber sie werden es trotzdem sagen, weil die Realität irgendwo passiert und wir können uns immer vorstellen, dass jemand da ist, um sie zu erfahren - und sie danach zu fragen . Oder stellen Sie sich zumindest vor, was sie sagen würden, wenn die Kommunikation schwierig oder unmöglich wird.
Wenn Sie diese eine einfache Regel befolgen, verschwinden alle diese scheinbaren Koordinatenparadoxien sofort. Koordinaten sind eine nützliche Sprache für Berechnungen, aber keine nützliche Sprache für Aussagen über das, was ist. Das ist ein Problem für die Beobachtung, und alle Beobachtungen sind lokal - niemand beobachtet jemals eine Koordinate, und aus willkürlichen Koordinatenwahlen wird viel zu viel gemacht.
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Ein Beobachter, der in ein Schwarzes Loch fällt, sieht sich nicht ungehindert in die Singularität fallen. Das Schwarze Loch verdunstet immer vor der Unendlichkeit, daher fällt der Betrachter in die Mitte eines verdunsteten Schwarzen Lochs und findet nichts Besonderes als den universellen Hitzetod.
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