Sind alle Singularitäten von Schwarzen Löchern identisch?

Singularitäten sollen derselbe unendliche Dichtepunkt sein

Nicht wahr. Eine Singularität eines Schwarzen Lochs ist kein Punkt im Raum. Es ist ein Teil der Raumzeit, der fehlt, kein Punkt oder eine Reihe von Punkten. Wir können auch seine Dimensionalität nicht definieren. Und anders als die Weltlinie eines Punktteilchens ist sie raumartig, nicht zeitartig. GR beschreibt auch nicht, dass die Masse eines Schwarzen Lochs in der Singularität liegt, da die Singularität ein fehlender Teil der Raumzeit ist.

GR hat überhaupt keine Möglichkeit, eine lokale Massendichte zu definieren, im Grunde, weil wir keine lokale Energie definieren können, die mit dem Gravitationsfeld verbunden ist. (Der Newtonsche Ausdruck für die Energiedichte des Gravitationsfeldes ist$\propto g^2$, aber das Äquivalenzprinzip sagt uns, dass es in GR keine Observable gibt, die zu entspricht$\textbf{g}$.) Alles, was wir haben, sind globale Definitionen der Masse, wie die ADM-Masse, die in einer asympototisch flachen Raumzeit ein Integral über den gesamten Raum ist. In der ADM-Masse für ein Schwarzes Loch würden wir nur über dem Vakuum integrieren. Das Integral würde die Singularität nicht enthalten.

Da GR nur über die Raumzeit-Mannigfaltigkeit spricht und eine Singularität nicht als Teil der Raumzeit-Mannigfaltigkeit vorhanden ist, sehen Definitionen der Eigenschaften von Singularitäten oft kompliziert aus und/oder sind nicht eindeutig. Zum Beispiel ist sogar die Definition, ob eine Singularität zeitähnlich oder raumähnlich ist, ziemlich kompliziert – viel komplizierter als die Definition einer Punktmenge – weil sie in Begriffen der nahen Raumzeit formuliert werden muss. Aus ähnlichen Gründen können wir die zeitliche Ausdehnung einer zeitähnlichen Singularität oder die räumliche Ausdehnung einer raumähnlichen Singularität wie der in einem Schwarzen Loch nicht definieren. Um so etwas zu messen, bräuchten wir die Metrik, aber die a-Singularität ist ein Punkt, an dem sich die Metrik schlecht verhält.

Verstehen Sie in Bezug auf Ihre zweite Frage, warum die Newtonsche Beziehung für die Fluchtgeschwindigkeit gegeben ist?$r \propto m$für eine feste Fluchtgeschwindigkeit? Wenn ja, dann denke ich, dass ein ähnliches Verhalten für ein Schwarzes Loch ziemlich natürlich erscheinen würde.

Der Radius eines Schwarzen Lochs bezieht sich auf den Radius des Ereignishorizonts. Der Radius des Ereignishorizonts ist durch die Formel gegeben

Ein größerer Ereignishorizont bedeutet nicht, dass das Schwarze Loch größer ist, es bedeutet, dass das Schwarze Loch Dinge aus einem größeren Radius verbrauchen kann. Der Ereignishorzion ist größer bedeutet, dass Licht aus größerer Entfernung NICHT entweichen kann.

Meine Logik ist folgende: Wenn Sie zwei kollabierende Sterne mit unterschiedlichen Massen haben, haben die Horizonte unterschiedliche Durchmesser, aber beide Singularitäten sollen dieselben unendlichen Dichtepunkte sein.

Dichte ist Masse dividiert durch Volumen.

Die Masse kann verschiedene endliche Werte haben, und wenn sie durch das Volumen Null geteilt werden, sind beide unendlich dicht.

Beachten Sie auch, dass wir nicht sicher sind, ob echte Singularitäten existieren: Die allgemeine Relativitätstheorie ist keine vollständige Theorie des Universums, und wir haben keine Theorie, die beschreibt, was mit realer Materie bei solch extremen Dichten passiert, die die allgemeine Relativitätstheorie und die Quantentheorie (oder ähnliches) beinhaltet. .

Es gibt also möglicherweise überhaupt keine unendliche Dichte, über die man sich Sorgen machen muss.

Dies würde sie zu identischen Strukturen machen, da es keinen Unterschied zwischen zwei unendlich dichten Punkten gibt.

Sie sind nicht identisch, weil die Masse dieser Punkte unterschiedlich wäre. Die Dichte ist kein Problem.

Wie also hat man einen größeren Horizont?

Auch hier entscheidet die Masse über den Radius des Ereignishorizonts, nicht die Dichte.

Sie müssen auch verstehen, dass Sie von außerhalb des Ereignishorizonts keine Informationen über das Innere erhalten. Die Existenz einer Singularität ist nicht erforderlich, um dieselben Eigenschaften von außen sichtbar zu machen. Tatsächlich gibt es ein Theorem namens No Hair Theorem, das besagt, dass wir nur die Masse, Ladung und den Drehimpuls eines Schwarzen Schwarzen Lochs kennen können, aber sonst nichts. Der Innenraum ist für uns tabu. Die Singularität unterscheidet sich aus unserer Sicht nicht davon, dass sich die gesamte Masse gleichmäßig über das gesamte Volumen verteilt – die Wirkung außerhalb des Ereignishorizonts ist dieselbe.

Und ein weiteres Problem ist, dass die Theorie besagt, dass Licht, das aus dem Inneren des kollabierten Sterns kommt, in konvergierende Lichtstrahlen zurückgebogen wird, aber wenn dies der Fall ist, warum wird der Horizont dann größer, je mehr Materie das Schwarze Loch verbraucht? Sollte sich das Licht innerhalb der Kurve nicht noch mehr krümmen, da mehr Masse eingebracht wird, und sollte der Horizont nicht schrumpfen statt wachsen?

Die einzige Möglichkeit, dies zu zeigen, wäre, den Schwarzschild-Radius aus der Metrik abzuleiten. Die einfache Tatsache ist, dass der Ereignishorizont wächst, wenn die Masse wächst.

Ihre Verwirrung besteht darin zu denken, dass der Lichtweg im Inneren den Ereignishorizont definiert – das tut er nicht.

Der Ereignishorizont ist das Ergebnis einer Verzerrung der Raumzeit. Die Wirkung des Gravitationsfeldes auf das Licht ist ein Nebenprodukt der Verzerrung, nicht die Ursache.

Das Licht „befolgt nur die Regeln“ innerhalb des Ereignishorizonts. Dies ist ein normales Ergebnis der allgemeinen Relativitätstheorie - Licht folgt Pfaden, die durch die Krümmung der Raumzeit definiert sind (der Fachausdruck für diese Pfade ist null geodätisch). Deshalb sagen wir, dass Licht durch Gravitationsfelder gebogen wird (obwohl der Effekt in unserer Alltagswelt nicht wahrnehmbar ist). Alles, was innerhalb eines Ereignishorizonts passiert, ist, dass die Verzerrung extrem ist und über den Punkt hinausgeht, an dem die meisten Menschen sich das alles vorstellen können. Aber das Licht gehorcht immer noch den normalen Regeln.

**Ihre Frage bezüglich der Mehrdeutigkeiten bei BH-Singularitäten ist durchaus berechtigt, aber nicht einmalig; Es herrscht weit verbreitete Verwirrung darüber, was mit einer anfänglichen BH-Masse passiert, wenn sich um sie herum eine Schwarzschild-Kugel bildet. Die aktuelle Theorie geht davon aus, dass diese Masse in einer „Singularität“ unbestimmter Schwerkraft und Dimensionen konzentriert ist. Diese Annahme ist jedoch falsch. Ebenso kann man davon ausgehen, dass bei Annäherung des Teilchenimpulses an einen kritischen Wert Masse durch noch unbekannte QM-Prozesse in eine andere Energieform (Strahlung) umgewandelt wird. Vom Standpunkt eines externen Beobachters aus könnte diese Energie jede Form haben, und ein BH würde gleich „aussehen“ … „ohne Singularität“. Meine Ansicht ist, dass sich Strahlungsenergie in der Region um den Horizont herum manifestieren würde. Mir ist klar, dass diese Beschreibung unvollständig ist,

Sie sollten Zentralarität sagen. Es ist nur ein lokales kartesisches Zentrum. Sind Zentralaritäten alle gleich? Nur in einem vagen theoretischen Sinne haben sie ein Zentrum. Der Begriff Singularität wurde erweitert, um einen Nicht-Null-Bereich zu implizieren. Die Physik hat das Wort Singularität wieder verwendet, um diesen Nicht-Null-Bereich zu definieren. Diese doppelte Verwendung der Konzepte von Zentralarität, Masse und Nicht-Null-Donut, die zu Verwirrung führt. Ursprünglich war es nur ein räumlicher Parameter eines Schwarzen Lochs, des räumlichen Schwerpunkts, und dieser Parameter wird zu Masse, Physik, Rotation, Energie, Strahlung, Topologie, Alter, Dimension, Homogenität, Strahlungsprozess, dem Volumen, die physikalische und Quantenaktivität des Objekts.

Ja, sie sind alle unterschiedlich, weil sie sich durch jeden Faktor unterscheiden, mit Ausnahme der vagen Vorstellung von Zentralarität. Alle anderen aufgeführten Parameter und Koeffizienten von BHs variieren von einem BH zum anderen.

Sie können vermuten, dass Singularitäten ein Element der Unveränderlichkeit haben, wenn Sie glauben, dass es in ihnen keine subatomare Aktivität gibt, weil Sie keine sehen können.

Ansonsten kann man sie als Squishylarität, Timularität, Multiplizität und Infinitularität als Rotatularität bezeichnen, um sie aus einer anderen Perspektive zu bezeichnen.

Da Singularität eine witzige Anspielung ist, die auf Verrücktheit hindeutet, wurde sie von der Mainstream-Wissenschaft übernommen, um das Zentrum eines Schwarzen Lochs aus einer massiven und energetischen Perspektive sowie aus einer lokalen kartesischen Perspektive zu definieren.