Kann sich für einen außenstehenden Beobachter vor der Singularität ein Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs bilden?

Dies ist kein Duplikat, meine Frage bezieht sich nicht darauf, ob BHs eine Singularität haben oder nicht, aber meine Frage ist, ob aufgrund der Zeitdilatation keine Materie das Zentrum erreicht und in 13,8 Milliarden Jahren eine Singularität gebildet hat (was möglicherweise der Fall ist). sei nur eine Sekunde im BH).

Ich habe diese Fragen gelesen:

Können wir ein Schwarzes Loch ohne Singularität haben?

Kann eine Krümmungssingularität (dh BH), wie sie in Begriffen der geodätischen Unvollständigkeit definiert ist, tatsächlich in der Natur existieren?

Warum Singularität in einem Schwarzen Loch und nicht nur "sehr dicht"?

In seiner Antwort auf die erste Frage sagt John Rennie:

Ich denke, es gibt einen halbwegs plausiblen Weg zu erklären, warum die Sache nicht vermeiden kann, in eine Singularität zusammenzubrechen, aber nimm das nicht zu wörtlich. Ich habe oben erwähnt, dass, wenn die Fluchtgeschwindigkeit am Ereignishorizont Lichtgeschwindigkeit ist, die Fluchtgeschwindigkeit innerhalb des Ereignishorizonts schneller als Licht sein muss. Aber alle Kräfte, zB die elektrostatischen Kräfte, die Sie in Form halten, breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Das bedeutet, dass die elektrostatische Kraft innerhalb des Ereignishorizonts die Materie nicht in Form halten kann, weil sie sich nicht schnell genug nach außen ausbreiten kann. Dies gilt auch für die schwachen und starken Kräfte, und das Endergebnis ist, dass keine Kraft in der Lage ist, dem inneren Fall der Materie in eine Singularität zu widerstehen.

Jetzt verstehe ich, dass theoretisch ein BH eine Singularität haben sollte und alle Materie in Richtung der Singularität einfallen würde, und weil die theoretische Fluchtgeschwindigkeit größer als die Lichtgeschwindigkeit ist, können keine Kräfte der Gravitationskraft standhalten und Materie wird in a fallen Singularität.

Meine Frage ist anders. Was ich sage ist, dass 13,8 Milliarden Jahre hier draußen in unserem Universum vergangen sind, aber dies könnte nur eine Sekunde innerhalb des BH sein, wegen des Unterschieds zwischen der Stressenergie des BH und dem äußeren Universum (leerer Raum in größerem Maßstab). ); Dieser Unterschied erzeugt eine so große Zeitdilatation, dass 13,8 Milliarden Jahre auf unserer Uhr außerhalb hier nur eine Sekunde innerhalb von BH sein könnten.

Nun würde dies bedeuten, dass, obwohl ich verstehe, dass keine Kräfte dem Sog der Schwerkraft nach innen widerstehen können und eine Singularität bilden, die Materie noch nicht genug Zeit hatte, um eine Singularität zu bilden.

Was ich sagen will, ist, dass vielleicht 13,8 Milliarden Jahre nicht ausreichten, damit die Materie nach innen fällt und eine Singularität erreicht und bildet, vielleicht gibt es kein einziges Schwarzes Loch, wo die Materie tatsächlich Zeit gehabt hätte, auf sie einzufallen und eine Singularität zu bilden.

Frage:

Ist es möglich, dass 13,8 Milliarden Jahre auf unseren Uhren hier auf der Erde nicht ausreichten (Zeit innerhalb der BH, vielleicht nur eine Sekunde), damit Materie eindringen und die Singularität innerhalb der BHs im Universum erreichen und bilden kann?

13,8 Milliarden Jahre draußen entsprechen nicht einer Sekunde im Schwarzen Loch. Es entspricht einer Sekunde des Schwebens in einer bestimmten Entfernung vom Ereignishorizont, je länger die Wartezeit – desto geringer die Entfernung. Am Horizont bleibt die Zeit stehen, und das Innere des Schwarzen Lochs ist ursächlich vom äußeren Universum abgekoppelt, so dass jeder Vergleich bedeutungslos ist.
Fragst du dich, ob sich der Ereignishorizont für einen außenstehenden Beobachter vor der Singularität bilden kann?
@Qmechanic ja danke soll ich den Titel bearbeiten? Und wenn es möglich ist, dann könnte sich die Singularität in den 13,8 Milliarden Jahren für einen außenstehenden Beobachter nie gebildet haben.
@ÁrpádSzendrei der Punkt ist – es spielt keine Rolle. Sie können die Singularität nicht sehen oder in irgendeiner vernünftigen Weise testen. Das einzige, was Sie tun können, wenn Sie entschlossen sind, seine Existenz zu zeigen, ist eine Expedition in das Schwarze Loch zu unternehmen. In diesem Fall werden Sie beim Eintritt mit der Uhr des Universums desynchronisiert, um die Singularität zu sehen, wenn Sie dort sind. Die Frage, ob die Singularität jetzt da ist, ist bedeutungslos. Es gibt keine universelle Vorstellung von jetzt.
Siehe auch physical.stackexchange.com/q/82678 Die Singularität liegt immer in der Zukunft, sie liegt nicht im vergangenen Lichtkegel eines Beobachters, einschließlich Beobachter innerhalb des EH.
Mögliche Duplikate: physical.stackexchange.com/q/137618/2451 und Links darin.

Antworten (2)

Auf diese Frage gibt es keine eindeutige Antwort. Die Allgemeine Relativitätstheorie definiert Gleichzeitigkeit nicht so, dass wir sagen könnten, ob sich „jetzt“ eine Singularität eines Schwarzen Lochs gebildet hat. Das Größte, was GR uns erlaubt, zu einer solchen Definition zu kommen, ist, dass wir eine Cauchy-Oberfläche bilden können und zwei Ereignisse auf dieser Oberfläche in Bezug auf diese Oberfläche "gleichzeitig" sind. Aber jede raumähnliche Fläche (mit einigen technischen Einschränkungen, die hier irrelevant sind) kann eine Cauchy-Fläche sein.

In Ihrem Beispiel können Sie eine Cauchy-Oberfläche A haben, die das "Jetzt" des äußeren Beobachters enthält und die Singularität schneidet, oder eine Cauchy-Oberfläche B, die auch eine "Jetzt" -Oberfläche für diesen Beobachter ist, aber nicht einmal den Horizont schneidet.

In Bezug auf B ist die Sache „noch“ nicht am Horizont angekommen. In Bezug auf A hat die Materie „bereits“ den Horizont passiert und ist in die Singularität gegangen.

Lassen Sie mich über grundlegende Fakten argumentieren:

1) Es ist eine Tatsache, dass die allgemeine Relativitätstheorie Lösungen für Massenaggregate hat, die eine Singularität haben. Hinweis: Die Singularität wird makroskopisch bereits mit einer Masse beschrieben, die so groß ist, dass sie die Gleichungen für eine Singularität im Zentrum erfüllt, sonst hat sie nicht das erwartete mathematische Verhalten.

2) Es gibt Beobachtungen in der Astronomie, die mit einem Modell eines Schwarzen Lochs im Zentrum von Galaxien ausgestattet werden können, wie es für unsere Galaxie gilt .

3) Es gibt Supernova-Explosionen , und in den Überresten ist die Existenz eines massiven Schwarzen Lochs eine Hypothese, die zu den Beobachtungen passt.

Man kann zustimmen, dass es hier nur um Modelle geht, und anmerken, dass alle diese Modelle am Ende eine Singularität mit einer großen Masse haben.

Es gibt kein astrophysikalisches Modell eines Schwarzen Lochs, das sich nach Art der Nukleosynthese und Sternentstehung entwickelt. Es gibt Modelle für ursprüngliche Schwarze Löcher, aber das ist eine andere Geschichte. Die Modelle für die Entstehung von Schwarzen Löchern haben bereits eine große Masse für die Singularität angehängt.

Daher macht es keinen Sinn, darüber zu sprechen: "Was ich sage, ist, dass vielleicht 13,8 Milliarden Jahre nicht genug waren, damit die Materie nach innen fällt und eine Singularität erreicht und bildet". Die Masse ist bereits da durch die Supernova-Explosion, die in ihren Trümmern ein Schwarzes Loch gebiert.

Umgekehrt ist deshalb nicht alles ein schwarzes Loch, schwarze Löcher entstehen nicht aus der Materie, die sie anziehen, sie können wachsen und das ist alles.

Eine Singularität hat keine Masse. Masse ist eine Eigenschaft eines Objekts, das in der Zeit existiert. Eine (raumartige, zB Schwarzschild-) Singularität ist kein Objekt, das in der Zeit existiert. Eine Singularität ist ein Moment in der Zeit, in dem die Zeit zusammen mit der Masse endet. Außerdem hat ein Schwarzes Loch kein Zentrum. Die Geometrie der Schwarzschild-Raumzeit innerhalb des Horizonts ist ein unendlich langer 3-Zylinder mit schnell schrumpfendem Umfang. Außerdem ist innerhalb des Horizonts keine Lösung für Schwarze Löcher gültig, da alle Lösungen eine statische Metrik annehmen, aber innerhalb des Horizonts ist sie nicht statisch.
@safesphere Trotzdem werden die Schwarzloch-Singularitäten der GR-Mathematik verwendet, um die Beobachtung von Schwarzen Löchern in der Astrophysik zu modellieren und in Sonnenmassen zu zählen. Wollen Sie damit sagen, dass die ganze LIGO-Analyse, die die Mathematik der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher verwendet, Unsinn ist? Nur eine gute Annäherung? Nun, das ist in Ordnung, wenn es eine Annäherung ist. . In der Physik wird die Mathematik schließlich verwendet, um Daten zu modellieren, und in der Physik haben schwarze Löcher Masse.
Die numerische Gravitation verwendet die Kerr-Metrik außerhalb der Horizonte. Die Berechnungen beinhalten keine Singularitäten. Was sich in einem Schwarzen Loch befindet, ist irrelevant, da keine Informationen jemals herauskommen oder die Berechnungen beeinflussen können.
Ich denke, Sie haben den Punkt des OP verpasst. Das OP spricht von der Idee, dass ein externer Beobachter aufgrund der Zeitdilatation niemals Materie durch den Horizont ziehen sieht.
@BenCrowell Sind nicht Singularitäten bei (0,0,0,0) in allen mathematischen Formeln, wenn Astrophysiker schwarze Löcher modellieren? Ist dort nicht eine Masse zugeordnet? Das ist alles, worüber ich argumentiere, dass, um eines der Phänomene des Schwarzen Lochs wie einen Horizont in jedem Rahmen zu haben, die Mathematik bereits eine große Massenaufgabe hat, und es macht keinen Unterschied, ob Sie einen Beobachter wählen, der es nicht sehen kann mathematische Existenz der Masse. Es gab keine Beobachter, als diese mathematische Masse zu Beginn des BB oder bei der Supernova-Formation erfasst wurde, die Masse ist da.
„Sind keine Singularitäten bei ( 0 , 0 , 0 , 0 ) ?" - Nein. Zum Beispiel ist die Schwarzschild-Singularität "befindet" (asymptotisch) bei ( T , 0 , ϕ , θ ) Wo T reicht von minus bis plus unendlich und ist eine Richtung im Raum innerhalb des Horizonts; die zweite Koordinate ist R = 0 das ist eine Zeitrichtung, die bei Null endet; und beide Winkel sind willkürlich. Diese Singularität ist also (asymptotisch) eine unendlich lange gerade Linie, die sich im Raum innerhalb des Horizonts erstreckt (in 4 Dimensionen kreuzt sie nie den Horizont, obwohl sie unendlich lang ist). Sie können dies deutlich auf dem Penrose-Diagramm sehen.
(Fortsetzung) Wenn Dinge zu verschiedenen Zeiten durch den Horizont fallen, landen sie in verschiedenen Teilen der Singularität und treffen nie aufeinander. Weil T Ist die Zeit außerhalb des Horizonts, kann sie sich nicht über den Urknall hinaus erstrecken. Dementsprechend, innerhalb des Horizonts, T kann sich im Raum nicht bis negativ unendlich ausdehnen, da diese Koordinate beim Urknall abgeschnitten wird. Deshalb wird das Schwarzschild-Schwarze Loch "ewig" genannt. Es kann in der Realität nicht existieren, weil die Realität nicht ewig ist.
@safesphere du pickst nicht. Der Singularität wird per Konstruktion eine Masse zugeordnet, sonst wäre es keine Singularität., ob rund rosa oder gefleckt. Mein Punkt ist, dass ein Ensemble von Teilchen kein Schwarzes Loch bilden wird, es sei denn, es gibt dort eine Singularität mit einer zugewiesenen Masse. (Vielleicht am Anfang des Universums, als die Energiedichten sehr hoch waren, aber nicht jetzt, wie der Op denkt)
@annav "Eine Masse wird der Singularität durch Konstruktion zugewiesen" - Nicht ganz, Masse wird dem fraglichen Radius zugewiesen. Eine Singularität ist kein Objekt, dem man auch Masse zuordnen könnte. Eine Schwarzschild-Singularität ist ein Zeitpunkt, an dem Masse (Energie) aufhört zu existieren. Masse ist eine Eigenschaft eines Objekts, das sich in der Zeit bewegt. Sie können einem Zeitpunkt keine Masse zuordnen wie: "Heute Mittag waren zwei Kilogramm". Der Raum innerhalb des Schwarzschild-Schwarzen Lochs ist ein schrumpfender 3-Zylinder, der alle Masse enthält, die in der Ewigkeit der äußeren Zeit "eingefallen" ist und bis zum Moment der Singularität existiert.
Kann sich für einen außenstehenden Beobachter vor der Singularität ein Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs bilden?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v