Ist es möglich, in ein Schwarzes Loch zu fallen und dann wieder herauszukommen?

Eine vorhandene Antwort und ein Kommentar haben beide darauf hingewiesen, dass es eine unendliche Koordinatenzeit dauert, bis etwas den Ereignishorizont erreicht. Betrachten wir also stattdessen die Perspektive eines einfallenden Raumfahrers. Die Frage ist dann, ob unser Raumfahrer, der durch den ebenen Horizont fällt, eine Passage durch ihn hindurch erleben kann.

Und die Antwort lautet: Vorausgesetzt, sie treffen nicht auf die Singularität, können sie tatsächlich wieder ohnmächtig werden. Sowohl in das Reissner-Nordstrom- als auch in das Kerr-Schwarze Loch ist es möglich, hineinzufallen, die Singularität zu verpassen und wieder herauszukommen. Dies geschieht in einer endlichen Zeit für den Raumfahrer. Da es jedoch eine unendliche Koordinatenzeit braucht, um den Horizont zu erreichen, taucht unser Raumfahrer in eine Region der Raumzeit auf, die kausal vom ursprünglichen Ausgangspunkt getrennt ist.

Im Spezialfall eines Schwarzschild-Schwarzen Lochs ist es nicht möglich, die Singularität zu übersehen, und das wäre natürlich nicht gut für die Gesundheit unseres Raumfahrers. Aber selbst wenn wir dies beiseite lassen, können wir die Bewegungsgleichungen nicht durch eine Singularität integrieren, sodass GR uns nicht sagen kann, was an oder nach diesem Punkt passiert.

Ein rotierender BH ist ein Kerr-BH, wobei die Kerr-Metrik die Lösung ist. Die Kerr-Lösung hat eine Ringsingularität, aber für die Zwecke der Frage ist die wichtige Tatsache, dass sie auch einen Ereignishorizont hat. Die Verwirrung entsteht, weil es auch eine äußere mathematische Oberfläche hat, die Ergosphäre genannt wird, wo es tatsächlich möglich ist, hineinzukommen und immer noch herauszukommen.

Diese äußere Oberfläche ist kein echter Horizont, aber es ist eine Oberfläche, innerhalb derer ein Teilchen (oder idealer Beobachter) mit dem BH rotieren muss. Penrose stellte fest, dass es tatsächlich möglich ist, mit einer bestimmten Energie in die Ergosphäre zu kommen und mit einer höheren Energie schneller wieder herauszukommen. Dies ist konzeptionell eine Möglichkeit, Energie aus dem BH zu extrahieren.

Aber die wichtigere Oberfläche für die Frage ist das Ereignis oder der innere Horizont. Es ist ein wahrer Horizont, und wenn du hineingehst, kannst du es niemals. Herauskommen. Wenn das nicht stimmte, wäre es kein BH.

Siehe die einfachste Beschreibung dieser im Wikipedia-Artikel unter https://en.m.wikipedia.org/wiki/Kerr_metric .

Die astrophysikalisch entdeckten verschmelzenden BHs waren mit ziemlicher Sicherheit Kerr-BHs, und sobald sie in das Ereignis oder den wahren Horizont des anderen gelangen, verschmelzen sie einfach sehr schnell zu einem einzigen rotierenden Kerr-BH.

Ich habe nicht nach einem geladenen oder geladenen rotierenden BH gesucht, bin mir aber ziemlich sicher, dass die Antwort dieselbe ist. Es ist mehr oder weniger irrelevant, weil es unwahrscheinlich ist, ein astrophysikalisches Objekt mit makroskopischer Ladung zu finden, aber möglich und Antwort sollten gleich sein.

Die Überlegung, wie lange es dauert, bis ein Beobachter im Unendlichen das Teilchen (oder was auch immer in den Horizont fällt) sieht, ist für praktische Zwecke ebenfalls irrelevant. Das ganze Thema der unendlichen Zeit, die es dauern würde, wurde auf der PSE schon oft beantwortet, aber Eine Kurzversion ist, dass es keinen beobachtbaren Unterschied im Unendlichen gibt, ob es in den Ereignishorizont fällt oder ihm nur unendlich nahe kommt, und Sie können es für alle Zwecke als einfach hineinfallen betrachten. Wir entdecken immer wieder fusionierende BHs mit LIGO, also für diese Zwecke bestehen sie.

Also die OPS-Frage, warum erlaubt die Zeitsymmetrie nicht, dass Partikel wieder herauskommen, nachdem sie in einen wahren Ereignishorizont eingetreten sind? Es ist nicht dasselbe, es kann weiße Löcher und BHs geben, wir wissen, wie sich BHs beim Gravitationskollaps bilden können, wir haben immer noch kein weißes Loch gesehen (der Urknall ist einem ähnlich, aber nicht dasselbe).

Das Problem hier ist, dass man bei der Zeitumkehr nicht vollständig genug ist, das heißt, nicht berücksichtigt, dass in einem zeitumgekehrten Bild alles im Universum umgekehrt ist, und so versehentlich zulässt, dass einige Objekte immer noch zeitlich nach vorne orientiert sind . Eine Flugbahn, die in den Horizont "eintaucht" und wieder herauskommt, ist in der Vorwärtszeit ebenso unmöglich wie in der Rückwärtszeit (das "Eintauchen" geht einfach in die andere Richtung), was man auf den ersten Blick denken könnte. Aber die wahre Zeitumkehr von etwas, das in die Loch-Singularität hineinfällt und dort zerstört wird, ist etwas ganz anderes davon. Sie müssen sich daran erinnern, dass die Umkehrung buchstäblich für das Ganze giltBewegung, nicht nur ein Teil davon. Das heißt, der Anfangspunkt der Bewegung wird zum Endpunkt der Zeitumkehr und der Endpunkt der Bewegung wird zum Anfangspunkt. Darüber hinaus gilt es auch für das Schwarze Loch selbst und ändert den Sinn des Gravitationsfeldes in ein antigravitatives Feld.

Unter Berücksichtigung der gesamten Bewegung sieht man also, dass dieser einzig „gültige“ „umgekehrte Fall“ einer ist, der ein Objekt betrifft, das in der Singularität geboren wird und dann aufsteigt, um zu entkommen, eines umgekehrten schwarzen Lochs, das ein „weißes“ ist Loch". Das Aufsteigen aus einem zeitumgekehrten Schwarzen Loch entspricht in der Zeitumkehr dem Versinken in ein zeitumgekehrtes weißes Loch, was so unmöglich ist, wie Sie denken, dass das Zeitumkehr-Szenario war. Es ist wichtig, das Schwarze Loch selbst nicht zu berücksichtigen, da es auch zeitumgekehrt ist.

Es ist auch hilfreich, es aus der Sicht eines außenstehenden Beobachters zu betrachten. Ein Beobachter von außen, der beobachtet, wie etwas in ein Schwarzes Loch fällt, wird sehen, dass etwas sich zu verlangsamen scheint, wenn es sich dem Horizont nähert, um es bis in die unendliche Zukunft nie ganz zu erreichen. Im Zeitumkehr-Szenario wird die Endzeit zur Anfangszeit und die Anfangszeit zur Endzeit, in diesem Fall sieht der Beobachter also ein Objekt, das seit unendlich vergangener Zeit aus dem Weißen Loch aufsteigt , und dann nur jetzt wann Ist sie zufällig anwesend, schafft sie es endlich weit genug heraus, um eine nennenswerte Geschwindigkeit zu erreichen und an ihrem Raumschiff vorbeizufliegen?

(Jetzt könnten Sie glatt sein und fragen, wie können wir überhaupt einen Beobachter haben, würden sie nicht auch Dinge rückwärts wahrnehmen, da wir alles im Universum und damit auch den Beobachter zeitlich umgedreht haben, und dann würden sie denken, sie würden a wahrnehmen Wenn sich Ihr Bewusstsein in der Zeit auch rückwärts entwickelt? Nun, das ist das Schöne an der Zeitumkehr-Symmetrie. Wir können immer noch den Zeit-vorwärts-Beobachter mit dem zeitumgekehrten Schwarzen Loch zusammenbringen, da dies aufgrund der Gesetze ein möglicher dynamischer Pfad ist der Physik in beide Richtungen gleich funktionieren, also werden sie den Zeit-vorwärts-Beobachter immer noch vorwärts entwickeln. Es ist ziemlich "unwahrscheinlich", dass es im zeitumgekehrten Universum auf natürliche Weise auftritt, aber es ist immer noch möglich! So wie wir theoretisch ein weißes Loch in unserem eigenen Universum haben könnten - sehr unwahrscheinlich, aber immer noch möglich, und es wird definitiv funktionieren, wenn wir den Beobachter aus einem Vorwärtsuniversum "ausschneiden und einfügen", wie man es sich vielleicht in seinem Kopf vorstellt. (FWIW in unserem eigenen Universum, d. h. die Zeitumkehrung der Umkehrung, entspricht der Bildung eines Organismus, der sein Leben von seinem Tod bis zu seiner Geburt führt. Das ist möglich, nur außerordentlich unwahrscheinlich, und es ist das dasselbe wie eine zerbrochene Kaffeetasse, die spontan aufsteht und sich wieder zu einer intakten auf dem Tisch zusammensetzt.))

Aus Sicht eines außenstehenden Beobachters erreicht das Objekt nie den Ereignishorizont, kann also zurückkommen. Außerdem ist es möglich, dass das Schwarze Loch Hawking-Strahlung aussendet, die sich zu einem Raumschiff verschmilzt, das aus dem Schwarzen Loch auftaucht. Die Wahrscheinlichkeit dafür ist astronomisch gering. Somit stellt dies eine "Umkehrbarkeit" eines Raumschiffs bereit, das in ein Schwarzes Loch fliegt, was analog zu dem Sinn ist, in dem das Schmelzen einer Eisskulptur "umkehrbar" ist; der umgekehrte Prozess ist physikalisch möglich, aber thermodynamisch unmöglich.