Liegt die beobachtbare Region des Universums innerhalb des Ereignishorizonts eines supermassiven Schwarzen Lochs?

Dies ist ein Fall eines unklug gewählten Gleichnisses, das viel zu weit getrieben wird. Diese Idee, dass sich das gesamte Universum im Ereignishorizont nicht eines supermassereichen, sondern eines superduperultrahypermegastupendösmassiven Schwarzen Lochs befinden könnte, wird normalerweise in Einführungskursen zur allgemeinen Relativitätstheorie eingeführt. Der Ausbilder versucht in diesem Fall deutlich zu machen, dass der Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs im Gegensatz zu einem weit verbreiteten Missverständnis lokal flach ist. Das heißt, es gibt kein CGI-Feuerwerk, keine harte „Oberfläche“ oder sonst irgendetwas Besonderes in unmittelbarer Nähe des Ereignishorizonts. Das einzig Besondere, was passiert, ist ein Ferneffekt , wie etwa zu bemerken, dass nun jede Richtung in die Ferne auf die Singularität zeigt.

Das Gleichnis wird auch verwendet, um darauf hinzuweisen, dass am Ereignishorizont selbst fast lokale Effekte zweiter Ordnung (also die Krümmung der Raumzeit oder mit anderen Worten Gezeiteneffekte) weniger ausgeprägt sind, je massereicher das Schwarze Loch ist. (Nebenbei erklärt dies auch, warum Hawking-Strahlung für kleinere Schwarze Löcher intensiver ist) Also ... wie das Gleichnis andeutet, wenn das Schwarze Loch massiv genug wäre, könnten wir es vielleicht nicht einmal entdecken.

Der Schlüssel ist jedoch massiv genug . Zunächst einmal liegt die ganze Schönheit des Einstein-Krümmungstensors (der linken Seite von Einsteins Gleichung) darin, dass er Lorentz-invariant ist, sodass er in jedem Referenzrahmen berechnet werden kann, einschließlich eines, der hypothetisch innerhalb eines Ereignishorizonts basiert.

Die Krümmung kann immer noch eindeutig berechnet werden. Wenn Sie also vorschlagen, dass es sich möglicherweise nur um eine optische Täuschung handelt, deuten Sie auch an, dass alle Wissenschaftler, die diese Art von groß angelegten Krümmungsberechnungen durchführen (nicht ich persönlich), völlig inkompetent sind. Nur damit du es weißt. Ich würde vorschlagen, das auf keiner Konferenz über Kosmologie zu erwähnen. Eines der bleibenden Geheimnisse der modernen Kosmologie ist, dass die großräumige Krümmung des Universums offen zu sein scheint (wie das 3-Raum-plus-einmal-dimensionale Analogon eines Sattels oder Pringle-Kartoffelchips) und nicht flach (wie Euklidisch Geometrie) oder geschlossen (wie eine Kugel). Letzteres würden wir berechnen, wenn sich das sichtbare Universum in einem Schwarzen Loch befände.

Damit sich das sichtbare Universum innerhalb eines Ereignishorizonts befindet, müsste die kosmische Beschleunigung, die wir bisher gesehen haben, tatsächlich nur eine kleine, konträre Region innerhalb einer noch größeren seinEreignishorizont der global geschlossenen Krümmung. Nur um den Radius des Ereignishorizonts auf 13,7 Giga-Lichtjahre zu bringen (ein absoluter Mindestausgangspunkt, der alle möglichen Dinge ausschließt, die die reale Situation um viele Größenordnungen verschlimmern*), würden Sie über 8E52 kg Masse in der Singularität benötigen. Dies würde über 5E79 Protonen erfordern, wobei ich gehört habe, dass das gesamte sichtbare Universum insgesamt nur etwa 10^80 Teilchen hat, und ich glaube, ich habe gehört, dass es etwa 10^18 Photonen für jedes Proton oder vielleicht sogar alle anderen Teilchen gibt. Jemand kann das nachschlagen, wenn er möchte, aber es ist definitiv eine große Zahl. Das Ergebnis ist, dass es eine Menge an Masse geben müsste, die alle in einer Singularität zusammengepfercht sind, die die Gesamtmasse jedes einzelnen Objekts, das wir sehen können, zu einem kaum erkennbaren Rundungsfehler machen würde.

Ihre Vorhersage sagt eigentlich nichts voraus, da Sie entweder ihre Anwesenheit oder ihre Abwesenheit berücksichtigen.

Spekulation 1: Olbers Paradoxon ist für akzeptierte Theorien der Kosmologie bereits gelöst, also darauf hinzuweisen, dass Ihre Theorie es auch lösen kann, ist nett, bringt aber keine Punkte.

Spekulation 2: Schlagen Sie vor, dass die Singularität der Ort ist, an dem die gesamte Antimaterie, die der Materie des Universums entspricht, verschwunden ist? Denken Sie daran, dass die Singularität das sichtbare Universum in den Schatten stellt. Das erklärt die Asymmetrie immer noch nicht, es schiebt die Frage nur um einen logischen Schritt zurück: Warum ist die Antimaterie in die große Singularität gegangen und nicht die Materie?

Spekulation 3: Hawking-Strahlung für den Ereignishorizont der großen Singularität verleiht dem Begriff vernachlässigbar eine ganz neue Bedeutung. Siehe meine vorherige Seite. Auch können wir nicht beobachten, wie Materie an der Singularität zerstört wird. Das sind Informationen, die in die falsche Richtung fließen. Das negiert auch die vorherige Behauptung, dass der Himmel schwarz ist, weil er zur Singularität zeigt.

* Wie die kosmische Expansion, wie klein unsere konträre Region im Vergleich zum gesamten Ereignishorizont ist, und wahrscheinlich einige andere, subtilere Dinge.

Das Licht aus dem Universum außerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs sollte als kleine Scheibe oder Punktlichtquelle in der von der Singularität abgewandten Richtung sichtbar sein.

Dies wird geschehen, noch bevor Sie den Ereignishorizont erreicht haben. Sie müssen den Horizont nicht überqueren, um diesen Effekt zu sehen. In Ergosphärenentfernung bedeckt der BH die Hälfte des Himmels und näher am BH bedeckt der BH einen größeren Teil.

Man kann also davon ausgehen, dass wir uns knapp außerhalb des Ereignishorizonts befinden. Und dies ist wahr: Wenn der Raum de Sitter ist, befinden wir uns knapp außerhalb des kosmischen Ereignishorizonts, ob es nun BH ist oder nicht. Für einen entfernten Beobachter scheinen wir an dieser Oberfläche zu kleben und zeitgedehnt.

Wenn dieses „BH“ verdunstet (durch de Sitter/Hawking-Strahlung), wird der Durchmesser des kosmischen Horizonts kleiner und die Temperatur steigt.

Aber wir werden niemals den Horizont überschreiten: Wir werden vorher zerrissen. Dies wird als „Big Rip“-Szenario bezeichnet. Wir werden dasselbe erleben, was ein Beobachter erlebt, der versucht, ein Schwarzes Loch zu erreichen: Er wird schließlich eine große Explosion sehen, wenn der BH-Radius Null erreicht.

Wenn wir nur das beobachtbare Universum ohne die umgebende Materie betrachten, dann leben wir ja in einem Schwarzen Loch (das keine Singularität braucht.

Für den Schwarzschild-Radius gilt:

Einfüllen:

Jetzt zählte für MI nur die nicht-dunkle Materie und auch nicht die dunkle Energie, was M tatsächlich viel größer macht. Sag 20 mal. Das macht$r_s=2,4*10^{27}(m)$.

Nun ist der Radius des sichtbaren Universums.

Daraus folgt, dass wir (unter der unwirklichen Annahme, dass unser sichtbares Universum alles ist, was es gibt) in einem Schwarzen Loch leben.

Natürlich verhindert die ganze Materie rund um das beobachtbare Universum, dass dieses Schwarze Loch wirklich existiert, und Lichtstrahlen können sich durch das gesamte Universum ausbreiten (außer natürlich, wenn sie auf ein echtes Schwarzes Loch treffen).

Nicht bei unendlichem Raum mit homogener Materieverteilung, da es kein Zentrum gibt, wohin die Materie gravitieren würde.

Ich denke, das versucht Descheleschilder in seiner Antwort zu sagen. Allerdings kann man die Schwarzschild-Metrik nicht entsprechend einer Antwort verwenden in: Supermassereiche Schwarze Löcher mit der Dichte des Universums ?

Da schließlich die Schwerkraft mit der Lichtgeschwindigkeit kommuniziert, muss die Krümmung innerhalb eines bestimmten Radius kausal zusammenhängen, damit sie sich addiert. Die Expansion des Universums könnte ein kosmisches Schwarzes Loch verhindern.

Ich habe gelesen, dass für einen frei fallenden Beobachter innerhalb des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs alle Sichtlinien an der Singularität enden, die schwarz ist.

Das ist nicht wahr. Singularitäten von Schwarzen Löchern können raumartig oder zeitartig sein. Raumähnliche Singularitäten liegen in der Zukunft und sind überhaupt nicht zu sehen. Es sind zeitähnliche Singularitäten zu sehen, aber es ist nicht klar, wie sie aussehen würden, und es gibt keine Situation, in der eine Ihr gesamtes 360-Grad-Sichtfeld einnehmen würde. Es scheint auch wahrscheinlich, dass zeitähnliche Singularitäten in realistischen Schwarzen Löchern nicht existieren können.

Ich schaue auch nach oben und sehe, dass der Himmel größtenteils schwarz ist.

Es leuchtet hauptsächlich bei etwa 2,7 Kelvin, und dieses Licht ist rotverschobene Schwarzkörperstrahlung von einem Plasma, nicht von einer Singularität.

In ferner Zukunft, wenn ΛCDM richtig ist, wird Hawking/Unruh-Strahlung vom kosmologischen Horizont die CMBR ersetzen, aber das ist immer noch von einem Ereignishorizont, nicht von einer Singularität. (Und es gibt sowieso keine Singularität hinter dem kosmologischen Horizont.)

Durch die Messung der Rotverschiebungen der Galaxien weiß ich auch, dass sie alle auf diese Schwärze zubeschleunigen. (anstatt von einem Urknallereignis weg zu beschleunigen, was weniger intuitiv sinnvoll ist)

Der kosmologische Horizont ist so etwas wie ein von innen nach außen gerichteter Horizont eines Schwarzen Lochs, und es ist vernünftig genug zu sagen, dass Galaxien auf ihn zu beschleunigen, anstatt voneinander weg, aber das ist kein alternatives kosmologisches Modell, es ist dasselbe Modell, das mit anderen Worten beschrieben wird.

Die Rotverschiebungen sind bei den Galaxien am größten, die der Singularität am nächsten (dh am weitesten von uns entfernt) sind.

Es gibt keine Singularität, und keine der Galaxien ist irgendetwas näher als wir. Aus der Perspektive eines Astronomen in einer dieser Galaxien sind wir rotverschoben und beschleunigen auf ihren kosmologischen Horizont zu.

Das Licht aus dem Universum außerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs sollte als kleine Scheibe oder Punktlichtquelle in der von der Singularität abgewandten Richtung sichtbar sein. Natürlich, wenn dies ungünstigerweise auf der von uns entfernten Seite des Kerns der Milchstraße liegt, können wir es nicht beobachten.

Das Problem bei jedem Modell dieser Art besteht darin, dass der CMBR zu etwa einem Teil von 10.000 isotrop ist. Wenn das "Fenster nach außen" von der Milchstraße verdeckt wäre, würde die CMBR-Temperatur immer noch mit dem Winkelabstand vom "Fenster" variieren.

Das Schwarze Loch könnte aus einer großen Menge Antimaterie entstanden sein, was das örtliche Übergewicht gewöhnlicher Materie erklären könnte.

Antimaterie wird paarweise mit gewöhnlicher Materie in gleichen Mengen und am selben Ort produziert . Es gibt keinen plausiblen Mechanismus, der Materie und Antimaterie in Klumpen sieben könnte, die durch astronomische Entfernungen voneinander getrennt sind.