Funktioniert das Funkgerät (zwischen zwei sich gemeinsam bewegenden Astronauten) nicht mehr, wenn der Ereignishorizont überschritten wird?

Der im freien Fall einfallende Beobachter mit negativer Fluchtgeschwindigkeit v=-c√(r _s /r) erhält rotverschobene Signale vom weit entfernten Beobachter bis hinunter zur Singularität (falls er mit weniger als der Fluchtgeschwindigkeit the einfällt Signal, das er empfängt, könnte genauso gut blauverschoben sein).

Der weit entfernte Beobachter wird bis zum Ende der Zeit rotverschobene Signale vom einfallenden Beobachter empfangen, obwohl das letzte Signal, das er am Ende der Ewigkeit erhält, das unendlich rotverschobene Signal sein wird, das der einfallende Beobachter gesendet hat, als er den Horizont überquerte.

Alle Signale, die der einfallende Beobachter sendet, nachdem er den Horizont überquert hat, werden es nicht erkennen, da ihr dr/dt < 0 innerhalb des Horizonts ist (und dr/dt = 0 für ein ausgehendes Signal direkt am Horizont).

In dieser Simulation eines frei fallenden Beobachters (rot), der ein Signal (36 Photonen mit 10° Abstand, die Photonen sind grün dargestellt) bei r=r _s /2 (t=0,8619286) in Regentropfenkoordinaten aussendet , sehen Sie, dass das radial nach innen gerichtet ist Photonen bewegen sich schneller auf die Singularität zu als der frei fallende Beobachter, und die nach außen gerichteten langsamer.

Bearbeiten: Um die Frage im Kommentar zu beantworten, habe ich die Animation aktualisiert, um einen zweiten Beobachter zu zeigen, der den Horizont mit einer Verzögerung von Δt = 0,1 GM / c³ überquert und auch ein Signal aussendet, wenn er sich zwischen dem Horizont und der Singularität befindet offensichtlich dass beide Beobachter das Signal des anderen auffangen.

So können zwei freie Faller Lichtsignale austauschen, wenn ihr Abstand nicht zu groß ist; Wenn Sie ein Signal direkt nach dem Überqueren des Horizonts senden, erreicht es möglicherweise keinen Beobachter, der sich direkt vor der Singularität befindet (und umgekehrt), aber ein Beobachter dicht unter r s /2 kann mit einem _{Beobachter dicht über r s} /2 kommunizieren .

Der Beobachter über r _s /2 wird das Signal jedoch erst empfangen, wenn er selbst bereits den Radius unterschritten hat, auf dem der untere Beobachter war, als er das Signal aussendete (das auf ihn gerichtete Signal wandert immer noch nach innen, aber langsamer als er selbst), während der untere Beobachter wird von dem radial nach innen gerichteten Photon des höheren Beobachters eingeholt:

Funktioniert das Funkgerät (zwischen zwei sich gemeinsam bewegenden Astronauten) nicht mehr, wenn der Ereignishorizont überschritten wird?

Unter der Annahme, dass das Schwarze Loch massiv genug ist, dass es am Horizont vernachlässigbare Gezeiteneffekte gibt, würden ihre Funkgeräte weiterarbeiten und ihre Unterhaltung ohne Unterbrechung fortgesetzt werden.

Nun gibt es andere, die vorschlagen, dass sich innerhalb des Horizonts alles, einschließlich Licht, auf die Singularität zubewegen muss, die Singularität wird zu einem Zeitpunkt (Zukunft).

Dies ist auch wahr. Zwischen den beiden Behauptungen besteht kein Widerspruch. Da die Astronauten auch in Richtung der Singularität fallen, ist es nicht notwendig, dass Licht nach außen geht, um von einem Astronauten zum anderen zu gelangen. Wenn Sie die Weltgrenzen der Kommunikation ziehen, werden Sie feststellen, dass sie tatsächlich niemals nach außen gehen.

Somit würden sich EM-Wellen nicht mehr kugelförmig ausbreiten, sondern nur noch in Richtung der Singularität

Dies ist nicht wahr, da innerhalb des Horizonts "radial nach innen" die einzig mögliche radiale Richtung ist, aber die Metrik immer noch kugelsymmetrisch ist, sodass die Einschränkung nur an der radialen Koordinate anliegt.

Wenn die Astronauten beide einfallen, aber einer (A) näher an der Singularität ist als der andere (B), dann ist ihre Kommunikation bereits in Schwierigkeiten, wenn sie sich dem Horizont nähern . Durch ihre unterschiedliche Position im Gravitationsfeld wird B relativ zu A abgebremst. Als der weiter drinnen den Horizont überquert, verblassen seine Funksprüche an seinen Partner – sanft, nicht plötzlich –, weil all ihre Energie verloren geht. Ich glaube nicht, dass die Kommunikation wiederhergestellt werden kann, selbst nachdem A den Horizont überquert hat.

Betrachten wir zunächst zwei Astronauten, die in der Nähe des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs schweben. Wenn sie mit Laserstrahlen kommunizieren, bemerken sie, dass sie die Strahlen fast gerade nach oben richten müssen und dass es fast keine Verzögerung gibt, der Strahl ist sehr schnell. (In ihrem beschleunigenden Rahmen beträgt die Lichtgeschwindigkeit irgendwo über ihnen Milliarden cees)

Ein außenstehender Beobachter würde sagen, dass es sehr lange dauert, bis die Informationen zwischen den Astronauten ausgetauscht werden.

Als nächstes schalten die Astronauten die Raketenmotoren aus, die das Schweben ermöglicht haben. Jetzt werden die Dinge für sie normal. Es dauert also eine normale Zeit, bis der Strahl die Strecke zurückgelegt hat.

Die sehr schnelle Kommunikation der Astronauten war die sehr langsame Kommunikation des Außenbeobachters, und jetzt verlangsamt sich die Kommunikation noch mehr. Der Beobachter von außen weiß, dass die Astronauten jetzt extrem langsam kommunizieren müssen.

Es muss also so sein, dass es laut einem außenstehenden Beobachter extrem lange dauert, bis das Zentrum eines Schwarzen Lochs fällt. So können sich die Astronauten beim Fallen recht lange unterhalten.

Dies ist meine zweite Antwort. Keine Sorge, es fängt irgendwann an, von meiner ersten Antwort abzuweichen.

Betrachten wir zunächst zwei Astronauten, die in der Nähe des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs schweben. Wenn sie mit Laserstrahlen kommunizieren, bemerken sie, dass sie die Strahlen fast gerade nach oben richten müssen und dass es fast keine Verzögerung gibt, der Strahl ist sehr schnell. (In ihrem beschleunigenden Rahmen beträgt die Lichtgeschwindigkeit irgendwo über ihnen Milliarden cees)

Ein außenstehender Beobachter würde sagen, dass es sehr lange dauert, bis die Informationen zwischen den Astronauten ausgetauscht werden.

Als nächstes schalten die Astronauten die Raketenmotoren aus, die das Schweben ermöglicht haben. Jetzt werden die Dinge für sie normal. Es dauert also eine normale Zeit, bis der Strahl die Strecke zurückgelegt hat.

Die sehr schnelle Kommunikation der Astronauten war die sehr langsame Kommunikation des Außenbeobachters, und jetzt verlangsamt sich die Kommunikation noch mehr. Der Beobachter von außen weiß, dass die Astronauten jetzt extrem langsam kommunizieren müssen.

Als die Raketenmotoren abgeschaltet wurden, geschahen laut einem externen Beobachter vier Dinge:

1. Die Kommunikationsgeschwindigkeit stieg von sehr langsam auf extrem langsam
2. Die Geschwindigkeit der Gehirne der Astronauten änderte sich nicht
3. Die Geschwindigkeit der Kommunikation begann sich zu beschleunigen
4. Die Geschwindigkeit der Gehirne der Astronauten begann sich zu beschleunigen

All dies geschah, weil sich die Astronauten sehr schnell bewegten, als sie neben dem Ereignishorizont schwebten – von dem oft gesagt wird, dass er sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Als sie die Motoren abstellten, begannen sie langsamer zu werden, und das Ticken ihrer Uhren und die Kommunikationsgeschwindigkeit begannen sich zu beschleunigen.

Ein externer Beobachter sagt also, dass Radiowellen während des Herbstes viele Male zwischen den Astronauten hin und her wandern können, weil sich die Radiowellen ziemlich schnell zwischen den Astronauten ausbreiten, viel schneller als zwischen Astronauten, die in der Nähe des Ereignishorizonts schweben.

Die Funkgeräte würden nicht funktionieren, weil der Schwerkraftgradient die Funkgeräte (und die Astronauten) in kleine Stücke reißen würde.