Wie kann aus der Sicht eines außenstehenden Beobachters jemals etwas in ein Schwarzes Loch fallen?

Der Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs ist dort, wo die Schwerkraft so groß ist, dass nicht einmal Licht entweichen kann. Dies ist auch der Punkt, an dem ich verstehe, dass die Zeitdilatation gemäß Einstein für einen weit entfernten Beobachter unendlich sein wird.

Wenn dies der Fall ist, wie kann irgendetwas jemals in ein Schwarzes Loch fallen? In meinem Gedankenexperiment befinde ich mich in einem Raumschiff mit einem leistungsstarken Teleskop, das Licht in einem breiten Wellenlängenbereich erfassen kann. Ich habe es auf das Schwarze Loch gerichtet und beobachte, wie sich ein großer Felsen dem Ereignishorizont nähert.

Habe ich Recht, wenn ich sage, dass der Felsen von meiner weit entfernten Position aus außerhalb des Ereignishorizonts einfrieren und ihn niemals passieren würde? Wenn dies der Fall ist, wie kann ein Schwarzes Loch jemals Material verbrauchen, geschweige denn zu Millionen von Sonnenmassen anwachsen? Wenn ich das Teleskop Millionen Jahre lang auf das Schwarze Loch richten könnte, würde ich dann immer noch den Felsen am Rand des Ereignishorizonts sehen?

Ich bereite mich darauf vor, dass die Reaktion des Objekts langsam verblassen würde. Warum sollte es langsam verblassen und wenn ja, wie lange würde dieses Verblassen dauern? Wenn es irgendwann zu einer Rotverschiebung kommt, würde sich die Rotverschiebung dann nicht bis zum Stillstand verlangsamen? Diese Frage beschäftigt mich seit Jahren!

OK - nur eine Bearbeitung basierend auf den bisherigen Antworten. Denken Sie bitte auch hier weiter aus der Sicht des Beobachters. Wenn Beobachter sehen, wie Objekte langsam verblassen und langsam verschwinden, wenn sie sich dem Ereignishorizont nähern, würde das bedeuten, dass der Ereignishorizont im Laufe der Zeit „klumpig“ mit Objekten wäre, die unsichtbar sind, aber nicht passiert werden? Wir sollten in der Lage sein, die "Klumpigkeit" zu erkennen, sollten wir nicht durch?

Weitere Gedanken dazu. Wenn ein Schwarzes Loch existiert, befindet sich der Ereignishorizont in einem anderen Zeitbezug als alle anderen Objekte außerhalb des Ereignishorizonts. Bedeutet das, dass nichts jemals einen Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs überqueren könnte, da das Objekt von unserer Referenz (und dem Rest des Universums) aus immer am Horizont anhalten wird?
Sehen Sie sich diese Antwort an: physical.stackexchange.com/a/18993/1186
Ich mag die Antwort, aber was ich sage, ist, dass Objekte einen Ereignishorizont nicht "in beide Richtungen" passieren können, da alles außerhalb eines Schwarzen Lochs als Zeitreferenz dazu führt, dass die Objekte am Horizont anhalten. Alles, was ich lese, handelt von „schwarzen Löchern, die Sterne verschlingen“. Wie können sie, wenn das beschleunigte Referenzsystem für alle Objekte außerhalb des Schwarzen Lochs bedeuten würde, dass sie beim Auftreffen auf den Horizont anhalten würden – für immer!
Sie haben Recht. Lesen Sie die Kommentare zu dieser Antwort. Sehen Sie sich auch dies und Kommentare an: physical.stackexchange.com/a/9016/1186
Es scheint paradox, dass wir glauben, dass wir Schwarze Löcher mit vielen Millionen Sonnenmassen haben, aber unsere aktuellen Theorien scheinen darauf hinzudeuten, dass ein Schwarzes Loch unendlich viel Zeit brauchen würde, um etwas zu verbrauchen! Wissen wir die Antwort auf meine Frage nicht?
Wenn Sie sich außerhalb befinden, kann ein Ereignishorizont niemals in Ihrer Vergangenheit liegen, mehr oder weniger per Definition von „Ereignishorizont“. Es ist also eine triviale Wahrheit, dass ein außenstehender Beobachter niemals die Entstehung eines Schwarzen Lochs beobachten kann. Ich fordere Sie dringend auf, zu lernen, was ein Penrose-Diagramm ist, und sich dann ein Penrose-Diagramm für einen kollabierenden Stern anzusehen. Diese und viele weitere Fragen können Sie sich dann selbst beantworten.
@DanPiponi Ich habe viel darüber gelesen, hatte aber nie eine klare Erklärung dafür, warum in der Pappelwissenschaft Schwarze Löcher existieren und beim "Verbrauchen von Materie" aktiv sind, während uns gleichzeitig durch GR beigebracht wird, dass dies von jedem Bezugspunkt außerhalb des Ereignishorizonts, wenn sich ein Objekt dem Horizont nähert, wird seine Zeit, wie sie allen Objekten außerhalb des Horizonts erscheint, anhalten. Ich sehe, du kannst es auch nicht erklären...
@MattLuckham Wenn ich meine Augen schließe, verpasse ich möglicherweise Ereignisse in meiner Nähe. Das heißt nicht, dass sie nicht stattgefunden haben. Photonen können Sie von nichts erreichen, was einen Ereignishorizont passiert, sodass Sie sie nicht sehen können. Dies steht jedoch im Einklang mit Dingen, die durch einen Ereignishorizont fallen. Was genau ist die Schwierigkeit, die Sie mit dieser Idee haben?
@danpiponi oh lieber dan. Glaubst du, dass es nur ein Rotverschiebungsproblem ist? Dass das Objekt seinen Weg fortsetzt? Was ist mit der Gravitationszeitdilatation? Die Objektzeit bleibt vom Beobachter aus stehen. Sie können es nicht mehr sehen, aber gr sagt deutlich, dass das Objekt langsamer wird und niemals den Horizont überqueren wird. Lesen Sie alle anderen Beiträge auf dieser Seite! Sie scheinen in dieser Frage verwirrt zu sein ...
@MattLuckham "gr besagt eindeutig, dass das Objekt langsamer wird und niemals den Horizont überqueren wird" Haben Sie eine Referenz für diese Behauptung? "Die Objektzeit bleibt vom Betrachter stehen." Zeit ist das, was durch Uhren gemessen wird. Wie messen Sie die "Objektzeit" "vom Beobachter"? Beschreiben Sie Ihr Vorgehen.
@daNpiponi lies die ursprüngliche Frage. Es ist ziemlich klar, wo wir messen.
Ich ermutige jeden, sich die verwandte Frage anzusehen, auf die @BenCrowell hinweist, und insbesondere seine eigene sehr gute Antwort . Der wichtige Punkt dort, der bisher in den Antworten hier fehlt, ist, dass man für den Begriff "ist inzwischen etwas in ein schwarzes Loch gefallen" die Definition von "jetzt" berücksichtigen muss. Und der Begriff der Gleichzeitigkeit ist in GR auch für einen bestimmten Beobachter nicht festgelegt.
Ich weiß nicht genau, was Sie fragen wollen. Meinen Sie, wie ein Objekt als Gravitationsquelle fungieren kann, um das Schwarze Loch größer zu machen, nachdem es den Ereignishorizont überquert hat? Es ähnelt der Art und Weise, wie die Schwerkraft einem Schwarzen Loch entkommt, wie unter physical.stackexchange.com/questions/937/… beschrieben . Das Objekt mit seinem eigenen Gravitationsfeld verändert das Gravitationsfeld des Schwarzen Lochs, bevor es den Ereignishorizont passiert, dann erhält sich dieses Gravitationsfeld selbst.

Antworten (15)

Es ist wahr, dass von außen betrachtet nichts den Ereignishorizont überschreiten kann. Ich werde versuchen, die Situation nach bestem Wissen und Gewissen zu beschreiben.

Stellen wir uns zunächst ein klassisches Schwarzes Loch vor. Mit „klassisch“ meine ich eine Schwarze-Loch-Lösung für Einsteins Gleichungen, von der wir uns vorstellen, dass sie (vorerst) keine Hawking-Strahlung aussendet. Ein solches Objekt würde für immer bestehen. Stellen wir uns vor, wir werfen eine Uhr hinein. Wir werden weit vom Schwarzen Loch entfernt stehen und zusehen, wie die Uhr hereinfällt.

Was wir bemerken, wenn sich die Uhr dem Ereignishorizont nähert, ist, dass sie im Vergleich zu unserer Uhr langsamer wird. Tatsächlich nähern sich seine Zeiger asymptotisch einer bestimmten Zeit, die wir genauso gut 12:00 nennen könnten. Das Licht der Uhr verlangsamt sich ebenfalls und wird ziemlich schnell rotverschoben zum Funkende des Spektrums. Wegen dieser Rotverschiebung und weil wir immer nur Photonen sehen können, die von der Uhr emittiert werden, bevor es zwölf schlug, wird es schnell sehr schwer, sie zu entdecken. Irgendwann wird es zu dem Punkt kommen, an dem wir Milliarden von Jahren zwischen Photonen warten müssen. Trotzdem ist es, wie Sie sagen, im Prinzip immer möglich, die Uhr zu erkennen, weil sie den Ereignishorizont nie passiert.

Ich hatte vor einigen Monaten die Gelegenheit, mit einem Kosmologen über dieses Thema zu sprechen, und er sagte, dass diese Rotverschiebung in Richtung Nicht-Erkennbarkeit sehr schnell geschieht. (Ich glaube, das "No-Hair-Theorem" liefert die Rechtfertigung dafür.) Er sagte auch, dass das Schwarze Loch mit einem im Wesentlichen nicht nachweisbaren Objekt knapp außerhalb seines Ereignishorizonts eine sehr gute Annäherung an ist ein Schwarzes Loch mit etwas größerer Masse.

(An dieser Stelle möchte ich nebenbei anmerken, dass jedes "echte" Schwarze Loch Hawking-Strahlung aussendet, bis es schließlich zu nichts verdunstet ist. Da unsere Uhr zu diesem Zeitpunkt noch nicht den Ereignishorizont überschritten hat, muss sie schließlich entkommen - obwohl vermutlich die Hawking-Strahlung auf dem Weg nach draußen mit ihm interagiert.Vermutlich werden aus der Sicht der Uhr all diese Milliarden von Jahren Strahlung im Bruchteil einer Sekunde vor 12:00 erscheinen, also wird es nicht so aussehen wie ein Uhr nicht mehr. Meiner Meinung nach liegt die Lösung des Informationsparadoxons des Schwarzen Lochs in dieser Argumentationslinie und nicht in irgendwelchen Besonderheiten der Stringtheorie. Aber das ist natürlich nur meine Meinung.)

Nun, diese Idee scheint ein bisschen seltsam (für mich und ich denke auch für Sie), denn wenn nichts jemals den Ereignishorizont überschreitet, wie kann es dann überhaupt jemals ein schwarzes Loch geben? Die Antwort meines freundlichen Kosmologen lief darauf hinaus: Das Schwarze Loch selbst ist immer nur eine Annäherung . Wenn ein Haufen Materie in sich zusammenfällt, konvergiert sie sehr schnell zu etwas, das wie eine Lösung eines Schwarzen Lochs für Einsteins Gleichungen aussieht, bis zu dem Punkt, an dem man es praktisch so behandeln kann, als befinde sich die Materie innerhalb des Ereignishorizonts als außerhalb. Aber das ist immer nur eine Annäherung, weil aus unserer Sicht keine der einfallenden Materie jemals den Ereignishorizont passieren kann.

Danke, gute Antwort. Aber es stellt sich eine kleine Frage. Einige behaupten, dass ein frei einfallender Beobachter die Hawking-Strahlung nicht sehen wird. Ich persönlich glaube nicht, dass es für einen fallenden Beobachter keinen Horizont gibt, und wenn er den Horizont sieht, sieht er notwendigerweise die Strahlung. Aber dies kann als Grundlage für eine andere Frage dienen.
Danke auch für den Hinweis, dass die Kosmologen nicht an echte Schwarze Löcher glauben.
Ich vermute, dass die einfallende Uhr Hawking-Strahlung sieht, denn obwohl sie den Ereignishorizont nicht an derselben Stelle wie der äußere Beobachter sieht (und daher um 12:00 Uhr nichts Besonderes notiert), gibt es immer noch einen Ereignishorizont vor ihr , die näher an der Singularität liegt und daher (vermutlich) stärker gekrümmt ist als die, die wir von außen beobachten. Aber die Leute, die behaupten, es sehe keine Strahlung (z. B. Susskind), sind extrem schlau, also weiß ich es ehrlich gesagt nicht.
In der Tat. Das ist auch meine eigene Ansicht - dass jeder Beobachter den Horizont sehen sollte, möglicherweise an einem anderen Ort. Sonst könnte man sich kurzzeitig in einen freien Fall über einem BH begeben, um keinen Horizont zu sehen. Und wenn es einen scheinbaren Horizont gibt, dann gibt es zwangsläufig auch eine Hawking-Strahlung.
Übrigens, wie wir sehen, nähert sich der fallende Beobachter dem Horizont bis zur endgültigen BH-Verdunstung. Das bedeutet, dass er zum Zeitpunkt der letzten Explosion, die nach seiner Uhr 12:00 Uhr sein sollte, den Horizont berühren wird. Ich würde diese Beobachtung nicht als "nichts Besonderes" bezeichnen. Anscheinend wird er sehen, wie die BH mit abnehmendem Radius schnell verdampft, wenn er sich nähert, aber genau wenn er sich der Oberfläche nähert, sollte die BH auf einen winzigen Punkt mit Planck-Temperatur schrumpfen und explodieren.
Guter Punkt - aber eigentlich denke ich, dass die Explosion irgendwann nach 12:00 Uhr stattfinden wird, weil die BH bis dahin weniger Masse und daher einen kleineren Ereignishorizont haben wird. In der klassischen Geschichte eines nicht strahlenden Schwarzen Lochs würde man den Ereignishorizont passieren (ohne etwas Besonderes zu bemerken) und dann einige Zeit später die Singularität treffen. Ich denke, der Zeitpunkt, an dem das Verdunstungsereignis für ein echtes Schwarzes Loch beobachtet wird, muss irgendwo zwischen diesen beiden Zeiten liegen.
Übrigens, @Anixx, Sie könnten an einem Blogbeitrag interessiert sein, den ich vor einiger Zeit über Schwarze Löcher geschrieben habe und der einige dieser Punkte berührt. jellymatter.com/2011/02/26/falling-into-a-black-hole-part-1 (Ich bin nie dazu gekommen, Teil 2 zu schreiben.)
Für einen externen Beobachter wird die Uhr des fallenden Beobachters um 12:00 Uhr eingefroren. Dies dauert bis zur BH-Verdampfung. Zu jedem Zeitpunkt vor der Verdunstung kann der fallende Beobachter dem externen Beobachter signalisieren, dass seine Uhr 12:00 überschritten hat, aber sie wird nicht vergehen. Daraus schließe ich, dass der fallende Beobachter den Horizont und gleichzeitig den endgültigen Explosionspunkt genau um 12:00 Uhr seiner eigenen Uhr berührt.
Oh - anscheinend können wir den Chat nicht fortsetzen, weil er mich nicht einloggen lässt. Ich denke, dass wir als externe Beobachter irgendwann sehen werden, wie die Uhr 12:00 vergeht, wenn das Loch schrumpft. Denken Sie daran, dass 12:00 die Zeit war, zu der die Hände für ein nicht strahlendes Schwarzes Loch einfrieren würden.
@Nathaniel - wollen Sie damit sagen, dass Astronomen, wenn sie nach Beweisen für Schwarze Löcher suchen, tatsächlich nach Beweisen für Annäherungen an Schwarze Löcher suchen (dunkelgraue Löcher, wenn Sie möchten)?
@DavidWallace ja :)
Nathaniel, hast du mit deinem befreundeten Kosmologen über die in der Antwort von @Anixx erwähnte Idee gesprochen, dass es "tatsächliche" schwarze Löcher mit einem Horizont geben könnte, die seit dem Urknall existieren? Wie auch immer, ausgezeichneter Beitrag, Sie sind ein äußerst beeindruckender technischer Redakteur und sagen den Leuten heutzutage, dass sie die Physics SE-Beiträge verschiedener Autoren (einschließlich Ihnen) nach Beispielen für klares technisches Schreiben durchsuchen sollen. Eine neue Absolventin war sehr überrascht, als ich ihr den Auftrag gab, „Physics SE zu durchsuchen“, bevor sie einen Bericht schrieb, den sie bei der Arbeit machen musste!
@WetSavannaAnimal wir haben diese Möglichkeit nicht besprochen. Meiner Meinung nach scheint die Idee, dass einige Schwarze Löcher "tatsächlich" sind und andere nicht, ein bisschen faul - ich würde vermuten, dass sich die ursprünglichen als genauso "ungefähr" herausstellen würden wie diejenigen, die aus kollabierten Sternen entstanden sind. Aber ich habe nicht wirklich viel über ursprüngliche Schwarze Löcher und die Prozesse nachgedacht, die sie bilden könnten. Vielen Dank für die Komplimente, sie werden sehr geschätzt!
Diese Antwort ist ähnlich wie "Mein Freund, der Kosmologe, sagte ..." oder "Ich denke, was mein Freund sagte, war ..." Nicht sehr überzeugend. Wir haben bessere Antworten auf die Frage, die diese dupliziert: physical.stackexchange.com/questions/5031/…
Wie könnt ihr an Hawking-Strahlung glauben, wenn es innerhalb des Ereignishorizonts nichts geben kann, also keine Masse innerhalb des "echten" Schwarzen Lochs?
@Ivella Es ist eine etwas komplexere Sache. Wie auch immer, Hawking-Strahlung ist nicht experimentell verifiziert, also haben Sie Recht in dem Sinne, dass es höchstens "glauben" und keine Tatsache ist. Ich schlage vor, eine neue Frage dazu zu stellen, es wäre interessant.
Ihre Antwort ist so geschrieben, als könnten Sie einen Widerspruch aus den Tatsachen ableiten, dass Sie nie sehen, dass ein Objekt den Ereignishorizont passiert und ein Schwarzes Loch schließlich verdunstet, und andere einfache Annahmen darüber, aber sie widersprechen sich tatsächlich nicht. physical.stackexchange.com/questions/411909/… zeigt, warum es kein Paradoxon mit einem verdampfenden Schwarzen Loch gibt, wenn Sie keine zusätzlichen Annahmen treffen.
John Rennie gibt in seiner Antwort auf eine verwandte Frage eine großartige quantitative Behandlung. Er zeigt ausdrücklich, dass bei einem realistischen Schwarzen Loch, das durch Materiekollaps entstanden ist, ein weit entfernter Beobachter die Form des Ereignishorizonts nie wirklich sieht.
„von außen betrachtet kann nichts den ereignishorizont passieren“ – wenn das stimmt, wie können wir dann eine verschmelzung zweier schwarzer löcher beobachten?
@Vojtěch Mein Verständnis ist, dass wir das streng genommen nicht können. Als entfernte Beobachter sehen wir die Ereignishorizontform nie wirklich (siehe diese Antwort , die tparker oben verlinkt hat), also beobachten wir immer nur Annäherungen an Schwarze Löcher, die zu einer Annäherung an ein größeres Schwarzes Loch verschmelzen können. Diese Annäherungen sind extrem gut und die Konvergenzzeit ist extrem schnell, aber sie sind nichtsdestotrotz Annäherungen. (Haftungsausschluss: Es ist Jahre her, dass ich ernsthaft darüber nachgedacht oder gelesen habe – ich würde mich nicht als Experten bezeichnen.)
(Das Obige soll nicht heißen, dass sich keine Schwarzen Löcher bilden oder verschmelzen. Es ist nur so, dass die Zeitdilatation so extrem ist, dass das Licht dieser Ereignisse uns nie ganz erreichen kann, so dass wir sie streng genommen nicht beobachten können .)
„Als entfernte Beobachter sehen wir eigentlich nie die Form des Ereignishorizonts“ – aber wir können die Gravitationswellen „hören“. Wenn die Zeitdilatation wirklich die Zeit am Horizont anhalten würde, sollten wir die Verschmelzung niemals "sehen" können, oder?
@Vojtěch wir hören auch Gravitationswellen von Neutronensternkollisionen, und dort gibt es keine Ereignishorizonte. Die beobachtbaren, „ungefähren“ Schwarzen Löcher sollten Gravitationswellen ununterscheidbar von denen machen, die von „echten“ Schwarzen Löchern erzeugt werden.
@Nathaniel " Wir beobachten immer nur Annäherungen an Schwarze Löcher, die zu einer Annäherung an ein größeres Schwarzes Loch verschmelzen können " - Obwohl dies korrekt ist +1, mag es für einige irreführend klingen. "Annäherung" bezieht sich hier auf das, was ineinander übergeht (die "Fast-Horizonte"), aber nicht auf die Tatsache, dass sie ineinander übergehen. Zwei "Fast-Horizonte" verschmelzen in Sekundenschnelle zu einem größeren "Fast-Hirizon" durch die Uhr eines entfernten Beobachters. Jeder, der denkt, dass sie "fast verschmelzen", liegt falsch. Sie verschmelzen ohne Annäherung zu einem. Hier ist eine Animation basierend auf der numerischen Schwerkraft: m.youtube.com/watch?v=Y1M-AbWIlVQ
@safesphere Danke für den Kommentar. Der Ausdruck "nach der Uhr eines externen Beobachters" ist etwas knifflig - er bedeutet eine Aufteilung der Raumzeit in Mengen von Ereignissen, die als gleichzeitig betrachtet werden. Wenn Sie zwei "echte" Schwarze Löcher hätten, können ihre Ereignishorizonte gemäß dieser Definition in endlicher Zeit verschmelzen, aber das Licht von jedem Punkt an ihren Horizonten braucht unendlich lange, um den Beobachter zu erreichen, also können weder die Horizonte noch ihre Verschmelzung wirklich sein beobachtet. Ich kenne die Details dieser Simulation nicht, aber ich würde vermuten, dass die endliche Lichtgeschwindigkeit beim Rendern nicht berücksichtigt wird.
@Nathaniel Einverstanden. Dies sind theoretische Vorhersagen oder Erwartungen. Sie experimentell zu testen, ist eine andere Sache.
Was ist mit dem Horizont, der im Radius wächst, nachdem die Masse darauf gefallen ist? Bedeutet dies, dass ein entfernter Beobachter niemals das Wachstum des Horizonts messen wird? Wird es nicht auch dazu führen, dass die Akkretionsscheibe an Größe zunimmt?
"(Ich glaube, das "No-Hair-Theorem" liefert die Rechtfertigung dafür.)" Ist das wahr? Ich dachte, dass das "No Hair Theorem" das Problem wegnimmt, indem es annimmt, dass der Zusammenbruch in die Singularität bereits stattgefunden hat. Vielleicht liege ich falsch?

Angenommen, das hineinfallende Objekt ist ein blauer Laser, den Sie direkt (radial) auf das Schwarzschild (nicht rotierende) Schwarze Loch gerichtet haben, das direkt auf Sie gerichtet ist, und dass Sie weit vom Schwarzen Loch entfernt sind. Das massive Objekt ist der Laser selbst, das Licht, das Sie beobachten, ist Ihr Weg, um das Objekt zu "sehen", wenn es sich dem Ereignishorizont nähert.

Erstens, nur weil sich der Laser von Ihnen wegbewegt, wird er nur durch den Doppler-Effekt leicht rotverschoben. Wenn es sich dem Schwarzen Loch nähert, wird diese leichte Rotverschiebung immer bedeutender. Das Laserlicht wird von blau über grün zu gelb, zu rot, zu infrarot, zu Mikrowellen und zu immer längerwelligen Radiowellen wechseln, während es sich aus eurer Sicht dem Ereignishorizont zu nähern scheint. Auch die Anzahl der pro Sekunde emittierten Photonen (wie Sie sie erkennen) nimmt mit der Zeit ab, wenn Sie sich dem Horizont nähern. Dies ist der Dimming-Effekt – mit zunehmender Wellenlänge nimmt die Anzahl der Photonen pro Sekunde ab. Sie müssen also immer länger warten, bis Sie die immer längerwelligen Radiowellen des blauen Lasers erkennen. Dies wird nichtfahre für immer fort - es wird ein letztes Photon geben, das du jemals entdeckst. Um zu erklären, warum, schauen wir uns den Beobachter an, der hineinfällt.

Ihr Freund, der der Beobachter ist, der auf dem Laser fährt, sieht nicht einmal, dass etwas passiert, wenn er den Ereignishorizont überquert (wenn er frei fällt). Der Punkt ist, dass der Ereignishorizont überhaupt nicht wie eine Oberfläche ist, auf die man trifft oder auf der aus Sicht des frei fallenden Beobachters etwas Ungewöhnliches passiert. Der Grund, warum es ein letztes Photon geben wird, das Sie jemals entdecken werden, liegt darin, dass nur eine endliche Anzahl von Photonen emittiert wird zwischen dem Zeitpunkt, zu dem der Laser zu fallen beginnt, und dem Zeitpunkt, zu dem der Laser den Ereignishorizont kreuzt. Das letzte Photon, das emittiert wird, kurz bevor es den Ereignishorizont überschreitet, wird das letzte Photon sein, das Sie jemals sehen werden.

Also behaupte ich, dass der Laser es tutverschwinden aus der Sicht eines außenstehenden Beobachters. Beachten Sie, dass der Versuch, das Objekt in der Nähe des Ereignishorizonts zu "beleuchten", indem Sie einen anderen Laser auf das Objekt richten und nach verstreuten Photonen suchen, nicht funktioniert. (Es wird nicht funktionieren, selbst wenn Sie den zweiten Laser hineinwerfen, um zu versuchen, den ersten Laser zu beleuchten.) Aus Sicht des eingefallenen Lasers treffen diese Photonen erst auf den Laser, nachdem er bereits den Ereignishorizont überschritten hat und Daher kann das Streulicht nicht aus dem Schwarzen Loch entweichen. (Tatsächlich, wenn Sie zu lange warten, bevor Sie versuchen, das Objekt zu beleuchten, wird der einfallende Laser bereits die Singularität in der Mitte des Schwarzen Lochs getroffen haben.) Aus der "Sicht" des äußeren Beobachters (aber er kann nicht "sehen " Dies),

Ich spreche von Objekten mit Masse, die in ein Schwarzes Loch fallen. Mein Punkt ist, dass das Objekt für jeden Beobachter am Ereignishorizont anhält. Ist es nicht das, was GR sagt, wird passieren?
Das habe ich in meinem Beispiel im Wesentlichen gesagt - der Laser ist das Objekt mit fallender Masse. Ich habe nur über den Laser gesprochen, weil Sie etwas Beleuchtung auf dem "Objekt" haben müssen, das in den BH fällt. Stattdessen können Sie sich vorstellen, dass Sie den Laser auf das Objekt richten, während es hineinfällt, aber dann kommen Sie zu dem Problem, dass die Photonen das Objekt einholen müssen, stattdessen können Sie einfach das Laserlicht beobachten, um zu sehen, was passiert das Objekt. Wie gesagt, die Photonen werden mehr und mehr rotverschoben und immer seltener, wenn sie sich dem Ereignishorizont nähern.
... und es wird ewig dauern und Ihnen niemals erscheinen, den Ereignishorizont zu überschreiten - Sie müssen nur immer länger zwischen Photonen mit niedrigerer und niedrigerer Energie warten - alles kommt von dem Laser, der den Ereignishorizont noch nicht überquert hat.
@FrankH: Ändert die jüngste Arbeit über "Firewalls" von Schwarzen Löchern die allgemein verbreitete Ansicht, dass einem einfallenden Beobachter am Horizont nichts Besonderes passiert.
@ Richardbernstein - Ich denke, das Problem der "Firewalls" von Schwarzen Löchern ist noch nicht geklärt. Tatsächlich hatte ich heute Abend einen Kurs bei Prof. Lenny Susskind, wo er dasselbe sagte – es ist nicht geregelt und er denkt, dass sie verschwinden könnten …
Warum hat diese Antwort nur eine positive Bewertung? +1 für so klares Schreiben.
Können Sie eine Referenz angeben/ist es schwierig zu beweisen, dass Sie keine einfallenden Objekte in Horizontnähe beleuchten können? Es widerspricht stark meiner Intuition. Lassen Sie mich erklären. Sie können Photonen vom einfallenden Beobachter beliebig weit in die Zukunft (wie auch immer rotverschoben) empfangen, abhängig von seiner zeitlichen Genauigkeit der Emission. Wenn Sie dieses empfangene Photon einfach zeitlich umkehren, scheint es, dass Sie tatsächlich zu beliebigen Zeiten, nachdem er begonnen hat, ein Photon an den einfallenden Beobachter zu senden. Die Probleme der endlichen Macht und der endlichen zeitlichen Präzision scheinen wie Formalitäten zu sein.
@Real Hast du meine Antwort gelesen? Es WIRD ein letztes Photon des einfallenden Lasers geben, das ihr je sehen werdet. Wir können nicht vorhersagen, wann Sie das letzte Photon empfangen werden. Tatsächlich wissen Sie nur, dass Sie das letzte Photon erhalten haben, wenn Sie das BH für immer beobachten und auf ein weiteres Photon warten. Ebenso ist die Situation, in der ein Objekt hineinfällt, während Sie es beleuchten, genau dieselbe Situation. Einige Ihrer Photonen können das einfallende Objekt beleuchten, nachdem es den Ereignishorizont passiert hat, Sie werden nie sehen, dass dieses Photon zu Ihnen zurückprallt. Klar?
@Real Hier ist ein Link, der sagt, was ich gesagt habe: www1.phys.vt.edu/~jhs/faq/blackholes.html#q11 „Eine endliche Anzahl von Photonen wurde von A emittiert, bevor A den Horizont überquerte, und eine endliche Anzahl Photonen wurden von B emittiert (und von A gesammelt), bevor A den Horizont überquerte.
Dies beantwortet nicht Folgendes: - Stellen Sie sich einen sehr schweren Körper vor (sagen wir, einen Mond), der auf der gewählten Flugbahn geht, um so schnell wie möglich in das Schwarze Loch zu fallen. Während er sich bewegt, können wir beobachten, wie sich die Krümmung der Raumzeit aufgrund seiner Masse verändert.
Was passiert in dem Moment, wenn der Schwerpunkt des Mondes den Ereignishorizont kreuzt? Wir können nicht sehen, wie sich der Mond in BH bewegt, aber es sollte sich tatsächlich irgendwann zur Masse von BH addieren. Wird es NIE die Masse des BH ergeben? Oder, wenn ja, wie wird die Flugbahn der Krümmung aussehen, die dem Weg des Mondes vom Ereignishorizont bis zur Singularität folgt?
@EugeneDudnyk, bitte stellen Sie dies als Frage, nicht als Kommentar.

Alles, was Sie in Ihrer Frage sagen, ist wahr, und Ihr Kommentar "Der Ereignishorizont befindet sich in einer anderen Zeitreferenz" ist ebenfalls wahr, obwohl er genauer angegeben werden muss.

Wenn Sie viel über die Relativitätstheorie gelesen haben, sind Sie wahrscheinlich auf Begriffe wie „Bezugssystem“ und „Inertialsystem“ gestoßen. Ein "Rahmen" ist ein Koordinatensystem, dh ein System von Entfernungen, Winkeln und Zeiten, das verwendet wird, um den Ort von Dingen zu messen. Beispielsweise sind die Kartengitterreferenzen ein Koordinatensystem, das verwendet wird, um Positionen von Dingen auf der Erdoberfläche zu messen.

Die Allgemeine Relativitätstheorie (GR) gibt uns eine Möglichkeit, das Universum unabhängig von jedem Bezugsrahmen zu beschreiben. Um zu berechnen, was wir sehen, müssen wir Beobachter jedoch in unserem Bezugsrahmen rechnen, dh in Metern und Sekunden, die wir messen können. Das statische Schwarze Loch wird durch die Schwarzschild-Metrik beschrieben, und es ist nicht schwer, damit Dinge zu berechnen, wie z. B. wie lange es dauert, bis es auf den Ereignishorizont fällt. Ein gemeinsames Koordinatensystem sind mitbewegte Koordinaten, dh der Beobachter, der in das Schwarze Loch fällt, misst Entfernungen von sich selbst (wobei er sich selbst an den Ursprung stellt) und Zeit auf der Stoppuhr, die er trägt. Wenn Sie diese Berechnung durchführen, stellen Sie fest, dass der Beobachter in endlicher Zeit durch den Ereignishorizont fällt und tatsächlich in endlicher Zeit auf die Singularität im Zentrum des Schwarzen Lochs trifft.

Aber was seltsam wird, ist, dass wir die Zeit berechnen, die es dauert, bis wir den Ereignishorizont in unserem Koordinatensystem erreichen, während Beobachter außerhalb des Schwarzen Lochs sitzen. Dies ist eine einfache Rechnung, die Sie in jedem Einführungsbuch zu GR finden werden, und die Antwort lautet, dass es unendlich lange dauert, bis der Ereignishorizont erreicht ist.

Das ist kein Buchhaltungstrick; es bedeutet, dass wir niemals eine Ereignishorizontform sehen werden. An diesem Punkt taucht normalerweise jemand auf und sagt, dass es bedeutet, dass schwarze Löcher nicht wirklich existieren. In gewissem Sinne trifft das auf unser Koordinatensystem zu, aber das bedeutet nur, dass unser Koordinatensystem keine vollständige Beschreibung des Universums liefert. Daran haben wir uns gewöhnt, seit Galileo darauf hingewiesen hat, dass sich die Sonne nicht um die Erde dreht. Im Koordinatensystem des frei fallenden Beobachters existiert der Ereignishorizont und kann in endlicher Zeit erreicht werden.

Du fragst:

Wenn dies der Fall ist, wie kann ein Schwarzes Loch jemals Material verbrauchen, geschweige denn zu Millionen von Sonnenmassen anwachsen?

Solange Sie außerhalb des Ereignishorizonts bleiben, ist ein Schwarzes Loch nichts Besonderes. Es ist nur eine Ansammlung von Materie wie ein Stern. Im Zentrum unserer Galaxie haben wir eine kompakte Region, Sagittarius A* , die Millionen von Sternmassen enthält, und von den Umlaufbahnen der Sterne in der Nähe von Sagittarius A* enthält sie genug Materie auf einem ausreichend kleinen Raum, um sie zu einem Schwarzen Loch zu machen. Die Umlaufbahnen dieser Sterne hängen jedoch nur von der Masse ab, die sie umkreisen, und ob Schütze A * tatsächlich ein Schwarzes Loch ist oder nicht, ist irrelevant.

Danke Johannes. Ich denke, Sie haben meine Meinung viel prägnanter ausgedrückt. Wie kann ein Schwarzes Loch Materie verbrauchen, wenn sich alles außerhalb in einem Referenzrahmen befindet, was bedeuten würde, dass jede Materie, die sich dem Schwarzen Loch nähert, niemals den Ereignishorizont überschreiten könnte? Ist die Antwort auf meine Frage, die wir einfach nicht wissen?
John - meine Frage betrifft Schwarze Löcher. Ich weiß über das Zentrum unserer Galaxie Bescheid, aber das ist kein Thema. Wenn Schwarze Löcher existieren, können sie Materie verbrauchen?
Angenommen, ich sitze hier an meinem Schreibtisch und ich nehme meinen Computer und schleudere ihn auf die Sonne (und nehme für dieses Argument an, dass die Sonne ein schwarzes Loch ist). Ich werde nie sehen, dass mein PC den Ereignishorizont erreicht. Die Fehler in meinem PC werden dafür sorgen, dass der PC den Ereignishorizont erreicht und ihn tatsächlich überschreitet. Wer hat Recht? Ich oder die Fehler in meinem PC? Die Antwort ist beides! Sie können nicht die Frage stellen: "Kann Materie einen Ereignishorizont überschreiten?" ohne anzugeben, in welchem ​​Bezugsrahmen Sie die Antwort geben möchten, und die Antwort hängt vom Bezugsrahmen ab.
Ich habe das Zentrum der Galaxie nur erwähnt, weil wir ziemlich sicher sind, dass es dort ein Schwarzes Loch gibt.
John - alles außerhalb des Ereignishorizonts, zB das Universum, wird einen Bezugsrahmen haben, der dazu führt, dass nichts jemals den Ereignishorizont erreicht? Meine Vermutung ist also, dass nichts jemals in ein Schwarzes Loch fallen kann ...
Nein, Sie verwechseln, was ein Bezugsrahmen / Koordinatensystem ist. Ein Bezugsrahmen ist nichts, was die gesamte Materie darin einschließt. Es gibt keinen Sinn dafür, dass wir alle in einen Bezugsrahmen eingesperrt sind, der uns daran hindert, einen Ereignishorizont zu überschreiten. Ein Referenzrahmen ist nur ein Messsystem. Es stimmt, wenn Sie und ich den natürlichsten Bezugsrahmen wählen, werden wir niemals sehen, wie Materie den Ereignishorizont überschreitet, aber ich kann Ihnen versichern, wenn ich Sie in ein schwarzes Loch werfen würde, würden Sie sehen, wie Materie den Ereignishorizont überquert.
John, ich habe nicht denselben Bezugsrahmen gesagt, ich habe alle anderen Bezugsrahmen gesagt. Jeder Referenzpunkt außerhalb des Ereignishorizonts würde dazu führen, dass das Objekt zeitlich bis zu einem Gefrierpunkt dilatiert wird, wenn es den Ereignishorizont erreicht. Daher glaube ich nicht, dass es möglich ist, dass ein Objekt jemals den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs überschreitet.
Angenommen, Sie und ich befinden uns auf einem Satelliten über einem Blockloch. Ich bleibe auf dem Satelliten, während Sie hineinspringen. Sie werden sehen, wie Sie den Ereignishorizont passieren und kurz darauf die Singularität erreichen (wo Sie einen chaotischen, aber schnellen Tod erleiden werden :-). Ich werde dich nie den Horizont erreichen sehen, aber das bedeutet nicht, dass du es nicht getan hast, nur dass mein Koordinatensystem nicht bis zum Horizont reicht. Sie sagen: „Ich glaube nicht, dass es möglich ist, dass ein Objekt jemals den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs überschreitet“, aber das liegt nur daran, dass Sie noch nie in eines gesprungen sind!
Siehe math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/… für eine einigermaßen zugängliche Beschreibung der beteiligten Mathematik.
John - Sie verfehlen meinen Punkt. Wenn von allen Bezugspunkten, und ich meine alle, außerhalb des Schwarzen Lochs das Objekt niemals in das Schwarze Loch fallen wird, unabhängig davon, ob es aus der Objektperspektive in das Schwarze Loch fallen kann (und ich glaube, dass es kann), wenn für Jeder Referenzpunkt außerhalb der Objekte des Schwarzen Lochs kann nicht passieren, wie kann ein Schwarzes Loch dann etwas verbrauchen? Wir und der Rest des Universums leben in Referenzpunkten, was bedeutet, dass ein Ereignishorizont von Schwarzen Löchern eine Barriere für jeden Materiedurchgang darstellt. Sind Sie einverstanden?
Ich denke, wir stimmen darin überein, dass Beobachter außerhalb des Schwarzen Lochs niemals etwas den Ereignishorizont passieren sehen werden. Aber das scheint mir eine triviale Beobachtung zu sein. Es ist, als würde man sagen, die Sonne scheint sich um die Erde zu drehen, was aus einer Perspektive vollkommen richtig ist, aber eine schlechte Beschreibung der Realität ist. Wenn Sie auf dieser Perspektive bestehen, haben Sie eine verarmte Sicht auf das Universum. GR ist eine wunderbar, und ich meine wunderbar reichhaltige Theorie, aber man muss sie annehmen, um sie zu schätzen, und das bedeutet, den Anthropozentrismus aufzugeben.
John, ich fürchte, Sie verfehlen das Wesentliche. Indem Sie sich auf den Referenzpunkt des Objekts fixieren, das in das Schwarze Loch fällt, vermeiden Sie die Frage, die ich gestellt habe. Können Sie es kurz und bündig beantworten: - "Wie kann aus der Sicht eines außenstehenden Beobachters jemals etwas in ein Schwarzes Loch fallen?"
Wie wäre es mit dem Penrose-Experiment: en.wikipedia.org/wiki/Penrose_process . Wenn wir das Experiment durchführen und feststellen würden, dass unsere Testmasse mit mehr Energie abreist, als sie angekommen ist, würde das nicht (indirekt) beweisen, dass die andere Hälfte der Testmasse den Ereignishorizont passiert hat?
Je mehr ich darüber nachdenke, desto mehr denke ich, dass der Penrose-Prozess ein Beweis ist. Zum Beispiel „sehen“ wir Quarks nicht, wir glauben, dass sie existieren, weil QFT sagt, dass die Jets, die wir beobachten, beweisen, dass sie existieren. Angenommen, Sie glauben GR, dass der Impuls des ausgehenden Teilchens im Penrose-Prozess beweist, dass der Ereignishorizont existiert und dass die andere Hälfte unserer Testmasse ihn kreuzt. Wenn Sie leugnen, dass das Schwarze Loch unsere Testmasse verbraucht hat, müssen Sie entweder GR nicht glauben oder praktisch die gesamte moderne Physik nicht glauben :-)
Wegen GR existiert dieses Paradoxon. Ich denke, es unterstreicht nur, wie viel wir nicht verstehen.
Der gleiche Vorgang kann mit jedem rotierenden Stern wiederholt werden. Auch die Aufspaltung des Partikels ist nicht erforderlich.
Warum verwenden Sie das Werk „Paradoxon“? Die Schwartzchild-Metrik beschreibt ein statisches Schwarzes Loch auf präzise und intern konsistente Weise. Ich sehe nicht, was paradox ist.
Wenn nichts den Ereignishorizont von außen passieren kann, bedeutet dies, dass nichts passieren kann, bis das BH vollständig verdunstet ist. Alles, was auf die BH fällt, wird also überleben, bevor es den Ereignishorizont erreicht, und das Ende der BH erleben.
@John Es scheint mir, dass der große Punkt des Missverständnisses hier philosophischer Art ist: Was bedeutet es, dass etwas passiert? Für mich ist es so etwas wie "es gibt einen Punkt in der Raumzeit und einen Bezugsrahmen (in unserem Kontext: außerhalb des Schwarzen Lochs), der damit übereinstimmt, dass er gleichzeitig mit dem Ereignis eines Objekts ist, das den Horizont überquert". In diesem Sinne stimme ich Matt zu, dass es nie zu einer Kreuzung kommen wird. Aber wenn Sie eine andere Philosophie haben, wird dies möglicherweise nicht zufriedenstellend sein.
Außerdem: Wenn Sie sich im mitbewegten Rahmen eines einfallenden Beobachters befinden, wird der Moment des Überquerens des Rahmens nicht gleichzeitig mit irgendetwas außerhalb des BH sein. Angenommen, das Schwarze Loch existiert nicht für die Ewigkeit, wie kann das sein? Soweit ich weiß, ist der Moment der "Überquerung" gleichzeitig mit: dem Ende des Universums ODER dem Ende des Schwarzen Lochs (z. B. werden Sie von der angesammelten Hawkin-Strahlung weggestrahlt).

Tatsächlich kann nichts unter den Horizont gelangen. Das Material in der Nähe des Ereignishorizonts bewegt sich nach außen, wenn der Radius des Schwarzen Lochs zunimmt. Noch mehr bei jeglichen Verformungen des Schwarzen Lochs wie Wellen auf seiner Oberfläche, den Gezeitenverformungen oder der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit, alle Objekte, die nahe genug am Horizont sind, bleiben daran "kleben" und folgen allen Änderungen der Form des Schwarzen Lochs. Alle Objekte, die sich nahe genug an einem rotierenden Horizont eines Schwarzen Lochs befinden, rotieren mit ihm mit der gleichen Geschwindigkeit. Wenn sich ein Schwarzes Loch bewegt, bewegt sich alles nahe genug an seiner Oberfläche, einschließlich der Dinge, die sich auf der Seite der Bewegungsrichtung befinden. Wenn es jemanden interessiert, welcher Mechanismus ein solches Kleben ermöglicht, es wird Frame-Dragging genannt.

Sie fragen sich vielleicht, wie dann ein Schwarzes Loch entstehen und sich der Horizont bilden kann. Es wird vermutet, dass dies nicht möglich ist, und die einzig möglichen Schwarzen Löcher sind die hypothetischen primordialen Schwarzen Löcher, die seit Anbeginn des Universums existierten.

Die Objekte, die Schwarzen Löchern sehr ähnlich sein können, werden Kollapsare genannt . Sie sind nach sehr kurzer Entstehungszeit praktisch nicht mehr von echten Schwarzen Löchern zu unterscheiden. Sie bestehen nur aus Materie außerhalb des Radius des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs gleicher Masse. Diese Materie ist aufgrund der hohen Schwerkraft praktisch an der Oberfläche eingefroren, wie bei einem echten Schwarzen Loch.

Solche Kollapsare können möglicherweise durch Quantenfluktuationen für kurze Zeit zu Schwarzen Löchern werden und dabei Hawking-Strahlung aussenden.

Astrophysiker trennen solche Kollapsare nicht von tatsächlichen Schwarzen Löchern und nennen sie alle aus praktischen Gründen wegen ihrer tatsächlichen Ununterscheidbarkeit Schwarze Löcher.

Hier ist ein Zitat aus einem Papier, das diese Sichtweise unterstützt:

Unser primäres Ergebnis, dass sich beim Gravitationskollaps kein Ereignishorizont bildet, wie von einem asymptotischen Beobachter gesehen, deutet auf die Möglichkeit hin, die Anzahl lokaler Ereignishorizonte zu verwenden, um den Hilbert-Raum zu klassifizieren und in Superselektionssektoren zu unterteilen, die durch die Anzahl lokaler Ereignishorizonte gekennzeichnet sind. Unser Ergebnis legt nahe, dass kein Betreiber die Anzahl der Ereignishorizonte erhöhen könnte, aber die Möglichkeit, die Anzahl der bereits existierenden primordialen Ereignishorizonte zu reduzieren, ist nicht so klar und würde erfordern, dass die Hawking-Strahlung nicht dazu führt, dass primordiale Ereignishorizonte von Schwarzen Löchern vollständig verdunsten.

Quelle

Danke Anixx! Ich dachte, ich fliege alleine mit meiner Sicht darauf! Volle Zustimmung zu allem, was Sie gesagt haben. Dies ist im Vergleich zu dem, was GR angibt, weitaus sinnvoller.
@Matt: Der "Collapsar" ist eine dumme Idee - es ist nur der äußere Blickwinkel für Schwarze Löcher. Die modernen Ideen der Komplementarität von Schwarzen Löchern lösen das Problem des Außen- und Innenbildes von Schwarzen Löchern, und da ich diese Anixx erklärt habe und er dennoch auf diesen unsinnigen Ideen beharrt, werde ich ablehnen.
Ron, wenn du erklären kannst, wie ein Objekt in ein Schwarzes Loch fallen kann, wenn das Objekt für alle anderen Referenzpunkte am Ereignishorizont stoppt, würde ich es gerne hören.
Es sollte beachtet werden, dass sogar Ron zustimmt, dass alle Informationen über das fallende Objekt immer außerhalb des Ereignishorizonts bleiben werden. Das gilt auch dann, wenn etwas unter den Horizont fällt (als eine Art Abstraktion), wenn es ohne Information (also ohne Struktur) fällt. Gleichzeitig verhält sich alles Unstrukturierte im Schwerpunkt eines massiven Körpers genau so, als wäre es über seine Oberfläche verteilt.
Daher könnten wir selbst im besten Fall nicht unterscheiden, ob etwas unter den Horizont gegangen ist oder sich nur über die Oberfläche ausgebreitet hat (Informationen über heruntergefallene Dinge werden immer von der Oberfläche verfügbar sein).
@ Ron Maimon ist die Frage nicht genau nach dem Außenbild (ich glaube nicht, dass das Innenbild relevant ist, weil es nicht mit wissenschaftlichen Methoden verifiziert werden kann)?
@Anixx: Das Innenbild kann mit wissenschaftlicher Methode verifiziert werden, indem man eine Kamera hineinwirft, Fotos macht und es wieder herauskommen lässt , in dem Fall, in dem ich glaube, nämlich dass es bei geladenen oder rotierenden Löchern wieder herauskommt. Wenn ich falsch liege, kann die gleiche Information extrahiert werden, indem man die Hawking-Strahlung sehr genau beobachtet. Die Aussage, dass der einfallende Beobachter aus ihrer Sicht durchfällt, ist wohlbegründete Wissenschaft. Im Außenbereich friert die Zeit nur ein, bis der Betrachter durch Fadenausbreitung über den gesamten Horizont geschmiert wird.
@Anixx: Die Idee, dass das Außenbild vollständig ist, ist insofern richtig, als das Innenbild aus dem Außenbild extrahiert werden kann, aber es ist falsch , weil das einfallende Objekt aus seiner Sicht nicht eingefroren ist - die gefrorene Weltlinie endet zu einer endlichen Eigenzeit an einem Punkt, der kein spezieller Punkt ist, der Erweiterungen zum Inneren enthält. Die Verbindung zwischen Innen- und Außenbild ist subtil, aber verständlich . Die Antwort ist kein Collapsar, sondern Susskinds Schwarzes-Loch-Komplementarität.
@Matt Luckham: Das Objekt "stoppt" nicht ganz am Ereignishorizont. Es verschmiert über den Horizont und thermalisiert mit anderem Material am Horizont, alles auf einer Planck-langen Haut in der Nähe des Horizonts. Dieser Prozess ist die neutrale Version der Teilchenemission und -absorption der Stringtheorie.
Nun, Ron. Sie behaupten, dass die Kamera aus dem Schwarzen Loch zurückkommen kann. Aber was lässt Sie glauben, dass die Kamera tatsächlich unter dem Horizont war, wenn 1) Informationen über den Zustand dieser Kamera immer für Außenstehende verfügbar waren 2) als solche die Kamera keine Bilder von etwas machen könnte, was von außen nicht gesehen werden könnte Beobachter direkt. Wenn ich sage, ich gehe für 5 Minuten in einen Sexshop, aber man sieht mich immer außerhalb eines Sexshops und ich komme mit Sachen zurück, die man außerhalb des Sexshops kaufen kann, und bringe keine Sachen mit, die nur im Sexshop verkauft werden, Glaubst du, ich war wirklich im Sexshop?
„Die erstarrende Weltlinie endet zu einem endlichen Eigenzeitpunkt an einem Punkt, der kein besonderer Punkt ist, der Erweiterungen zum Inneren enthält.“ - lol. Dies ist nur möglich, wenn das Schwarze Loch ewig ist und nicht verdunstet. Auch hier wird GR außerhalb seiner Domäne angewendet. Bitte beachten Sie, dass GR nicht auf Zeiten anwendbar ist, die die angenommene Zeit der BH-Verdampfung überschreiten oder mit dieser vergleichbar sind.
@Anixx: Ihre neue Antwort ist der nicht umstrittene Teil, und die Komplementarität von Susskind macht diese Antwort wirklich falsch. Der Grund, warum man glaubt, dass die Komplementarität es der Kamera erlaubt, nach innen zu gehen (aus ihrer Sicht), liegt darin, dass ihr Pfad sonst zu einem endlichen richtigen Zeitpunkt aus der Sicht der Kamera am Horizont endet, was physikalisch absurd ist. Komplementarität ist die Aussage, dass das Innere des Sexshops aus dem Äußeren rekonstruiert werden kann, so dass es keinen Unterschied gibt zwischen der Aussage, dass man hineingegangen ist, und der Aussage, dass man sich ausgebreitet hat.
Aber das ausgebreitete Bild ist suboptimal, weil die Kamera beim Überqueren des Horizonts nicht bricht (obwohl sie aus Ihrer Sicht atomisiert und alle Saiten der Protonen explodiert, sie wird vollständig zerstört und dann neu geformt, wenn sie herauskommt, wie eine Welle, die über einen Teich zurückprallt und sich an dem Punkt wiederfindet, an dem sie eingetreten ist). Die innere Raumzeit ist eine Rekonstruktion unter Verwendung von extern verfügbaren Grenzdaten, aber die gesamte Raumzeit ist auf die gleiche Weise eine Rekonstruktion – das ist das holographische Prinzip. Es ist schön und subtil, und es funktioniert wirklich in der Stringtheorie.
Diese Antwort ist völlig falsch. Es gibt mehrere richtige Antworten von Personen, die in Relativitätstheorie kompetent sind, auf die Frage, die diese dupliziert: physical.stackexchange.com/q/5031
"Das Zeug in der Nähe des Ereignishorizonts bewegt sich mit zunehmendem BH-Radius nach außen." Ich stimme zu, dass es sein muss, aber wie geschieht es?
Jetzt denke ich, dass es sich nicht nach außen bewegt. Nichts kann in ein Schwarzes Loch fallen, also kann der Radius des Schwarzen Lochs nicht größer werden. Eigentlich gibt es keine schwarzen Löcher. Aber in der Praxis gibt es Dinge, die für alle praktischen Zwecke schwarze Löcher sind, und wenn Ding A beginnt, auf eines dieser Fast-BH zu fallen, wird Ding A auf der Fast-BH-Oberfläche einfrieren. Wenn andere Dinge auf das fast-BH fallen, wird Ding A innerhalb des fast-BH sein. Aber es gibt immer noch keinen wahren Ereignishorizont, also wird nichts unter dem Ereignishorizont liegen.
@Anixx: Ich mag diese Antwort und würde sie gerne positiv bewerten, aber es gibt ein Problem. Ich habe es am 25. Januar notiert und jetzt habe ich es gelöst: Materie hat keine Möglichkeit, sich nach außen zu bewegen, aber Kollapsare haben keinen Ereignishorizont, müssen es also nicht - sie können sich an einem Ort befinden, der unter Ereignishorizont wäre, wenn der Collapsar waren echte schwarze Löcher. Ich hoffe, Sie stimmen zu, dass es offensichtlich ist. Wenn Sie meine abgelehnte Änderung sehen können, sollten Sie verstehen, was ich meine. Plus ein Rechtschreibfehler: Objekte->Objekte.
@BartekChom Da Anixx die Frage nach Ihrem Kommentar bearbeitet hat, weiß ich nicht, ob Ihnen die aktuelle Bearbeitung gefällt, es heißt immer noch, dass die Dinge ausziehen, wenn sie es nicht tun.
@Timaeus Wenn ich richtig sehe, hat Anixx im Februar 2012 bearbeitet und ich habe im Februar 2015 kommentiert. Dank Ihres Kommentars habe ich jedoch eine Bearbeitung mit Quelle über die Möglichkeit ursprünglicher Schwarzer Löcher gesehen. Ich bin mir nicht sicher, ob sie wirklich möglich sind, zumal Hawking 2014 schrieb, dass Schwarze Löcher im ursprünglichen Sinne nicht existieren und neu definiert werden sollten. Außerdem sehe ich nicht ein, wie der Urhorizont in endlicher Zeit wachsen könnte. Wie auch immer, jetzt bin ich mir nicht sicher, ob dieser Teil der Antwort falsch ist. Ich warte immer noch auf eine Erklärung.
@ben Crowell Diese Frage, die Sie gepostet haben, enthält alle falschen Antworten. Jede einzelne Antwort ist angesichts des Kontexts der Frage völlig falsch. Es irritiert mich so sehr, wenn eine gute Frage mit schlechten Antworten verschlossen wird, falsches Wissen verbreitet und die Frage verschlossen wird. Diese Antworten konnten nicht verstanden werden, wenn sich der grundlegendste Kontext, der sich auf einen Beobachter von außen bezieht, nicht auf einen innerhalb des Schwarzen Lochs oder in dessen Nähe, warum ist dieses Schluchzen schwer zu verstehen?
Ich halte diese Information für falsch. Gemäß einem Koordinatensystem, das den gesamten Raum beschreibt, bewegt sich der Raum ungefähr auf Newtonsche Weise auf die Singularität zu und jenseits des Ereignishorizonts bewegt sich der Raum so schnell, dass das Licht die Strömung nicht bekämpfen kann und ein Objekt den Ereignishorizont überquert endliche Zeit.
Manchmal haben Theorien Konsequenzen, die von ihren Autoren nicht besonders beabsichtigt oder erwartet wurden (wobei das bekannteste Beispiel Einsteins Hinzufügung der kosmologischen Konstante zu GR war), und meine Antwort auf eine PSE-Frage ("Wie können schwarze Löcher überhaupt existieren?"), dem vorliegenden sehr ähnlich, erwähnt eines im Zusammenhang mit dem Borde-Guth-Vilenkin-Theorem und Poplawskis relativistischer Hypothese zur Kosmogenese in Schwarzen Löchern. (Das CC war überflüssig, als Einstein es nach Hubbles Entdeckung von 1929 zu GR hinzufügte, obwohl es seitdem in einigen Hypothesen zur kosmischen Beschleunigung nützlich geworden ist.)
@BenCrowell Von Zeit zu Zeit überarbeite ich diese Frage (weil ich meine eigenen Fragen zu diesem Thema habe), und dies ist nicht das erste Mal, dass ich direkt von Ihrem Kommentar zu dieser anderen Frage komme, deren Top-3-Antworten darüber sprechen, was aus dem passiert Standpunkt eines einfallenden Objekts. Wenn Sie der Meinung sind, dass diese und die folgenden Antworten falsch sind, verlinken Sie bitte auf die richtige Antwort, die das Problem tatsächlich aus der Sicht eines außenstehenden Beobachters angeht, nicht eines einfallenden Objekts.
@BartekChom die Angelegenheit wird durch Frame-Dragging am Ereignishorizont festgehalten. Wenn sich also der Ereignishorizont bewegt, wächst, sich die BH als Ganzes bewegt oder die Rotationsgeschwindigkeit ändert, folgt die Materie in der Nähe des Ereignishorizonts ihren Bewegungen, einschließlich der Bewegung nach außen in gewissem Sinne (aber sie bewegt sich immer in Richtung des Ereignishorizonts). Stichwort: Frame-Dragging.

Ich möchte eine Tatsache hinzufügen, die vielleicht nicht umstritten ist.

Nämlich, dass alle Informationen über einfallende Objekte jederzeit für den außenstehenden Beobachter verfügbar sind. Die Informationen können nicht unter dem Horizont verloren gehen, sonst haben wir das Informationsverlust-Paradoxon.

Das bedeutet, dass es einem externen Beobachter theoretisch möglich ist, jedes Objekt, das in Richtung des BH ging, wiederherzustellen, da alle seine Informationen noch erhalten sind.

Dies gilt nicht nur für Objekte, die nach der Entstehung von BH fallen, sondern auch für Objekte, die zum Zeitpunkt des Kollaps des Sterns dort waren. Selbst wenn Sie sich beim Kollaps im Zentrum eines Sterns befanden, sind alle Informationen über Sie erhalten, außerhalb des Horizonts verfügbar und Ihr Körper kann rekonstruiert werden.

Entschuldigung, definitiv umstritten. Wie könnten die Informationen im Zentrum intuitiv nach außen gelangen? Und selbst wenn es irgendwann herauskommt, wie kann es möglicherweise jederzeit verfügbar sein? Das kann derzeit niemand beantworten.
@PeterShor So wie ich es verstehe, gelangen die Informationen nicht einmal in die Mitte, sodass sie nicht herauskommen müssen. Alle Informationen bleiben am Ereignishorizont und stehen somit jederzeit zur Verfügung.
@Wouter: Was ist, wenn die Informationen im Zentrum beginnen? Angenommen, Sie möchten nach dem Kollaps eines Sterns in ein Schwarzes Loch den Quantenzustand der Materie im Zentrum des Sterns vor seinem Kollaps rekonstruieren. Wie kommen diese Informationen raus? Soweit ich das beurteilen kann, hat niemand eine unumstrittene Erklärung.
@Peter Shor, der Horizont erscheint zunächst an einem Punkt und hebt sich dann an. Es ist nicht so, dass ein Volumen plötzlich unter den Horizont fällt.
@Anixx: Der "Horizont" eines Schwarzen Lochs ist eine völlig imaginäre Oberfläche. Wenn Lichtstrahlen von allen Seiten einfallen und ein Schwarzes Loch bilden, erscheint der "Horizont" an einem Punkt, bevor die Relativitätstheorie sagt, dass die Information, dass sich ein Schwarzes Loch bildet, an diesem Punkt ankommen kann. Gibt es hier nicht-lokale Physik? Verwandelt sich die Materie im Zentrum eines kollabierenden Sterns plötzlich ohne lokal erkennbaren Grund in Photonen (oder Gravitonen) und beginnt zu rasen, um herauszukommen, bevor sie vom Horizont des Schwarzen Lochs eingeschlossen wird? Wie kann das nicht umstritten sein?
@Peter Shor Sie sagten: "Wenn Lichtstrahlen von allen Seiten einfallen und ein Schwarzes Loch bilden, erscheint der "Horizont" an einem Punkt, bevor die Relativitätstheorie sagt, dass die Information, dass sich ein Schwarzes Loch bildet, an diesem Punkt ankommen kann." - falsch, weil 1) Lichtstrahlen kein schwarzes Loch erzeugen können 2) wenn einige massive Teilchen zusammenkommen, um eine Konzentration zu erzeugen, bei der ein Horizont erscheint, die Information darüber war lange vorher verfügbar. Wenn man die Gravitationsfelder der Teilchen kennt, ist es immer möglich vorherzusagen, ob sie einen Horizont bilden oder nicht.
Hier gibt es keine überlichtschnelle Informationsübertragung.
@Anixx: Vielleicht solltest du dann eine richtige Antwort auf diese Stackexchange-Frage geben . Vor allem, wenn Sie eine maßgebliche Quelle finden, die besagt, dass Schwarze Löcher entgegen der akzeptierten und positiv bewerteten Antwort nicht durch Strahlung gebildet werden können.
@Peter Shor danke für den Link. Jedenfalls berührt dies diese Frage nicht, auch wenn die BH durch die Strahlung gebildet wird. Wir erfahren die gravitative Anziehung der Energie eines Photons, auch wenn es uns noch nicht erreicht hat, weil Strahlung nicht aus dem Nichts erscheint.
@Anixx: Aber die Photonen kommen auf uns zu, wodurch sich das Schwarze Loch bildet. Die gleiche Gravitationsanziehung würde, wenn sie weit entfernt bliebe, nicht zur Bildung eines Schwarzen Lochs beitragen.
@PeterShor Tut mir leid, dass ich ein Jahrzehnt altes Argument wiederbelebt habe, aber Anixx hat Recht, Licht kann kein BH erzeugen. Grund für eine Kontroverse ist die Gleichsetzung von Licht mit klassischer EM-Strahlung. In GR ist Licht Null Dust und gibt stattdessen verschiedene Lösungen. Stellen Sie sich eine kollabierende Hülle aus ultrahochenergetischen Neutrinos vor. Ihre Energie reicht aus, um ein BH zu erzeugen, aber die kinetische Energie eines relativistischen Objekts krümmt die Raumzeit nicht, sodass die Neutrinos einfach hindurchschießen und davonfliegen. Sowohl Neutrinos als auch Photonen sind Nullstaub in GR. Daher kann eine kollabierende Lichthülle (im Gegensatz zu klassischer EM-Strahlung) kein BH erzeugen.

Mir scheint, der Faller ist Teil des schwarzen Griffs und wird daher selbst verdunsten

Wenn man einen Scheit ins Feuer wirft, ist es das Feuer, das den Scheit verbrennt, oder ist der Scheit jetzt Teil des eigentlichen Feuers. Ich sehe den Faller als Teil des Ereignishorizonts, also anstatt zu sagen, dass der Faller durch eine Feuerwand zerstört wird, verdunstet vielleicht der Faller selbst.

Vielleicht ist dies nur ein Streit um die Semantik.

Es gibt eine gute Antwort von John Rennie , und ich denke, die fortgesetzte Diskussion in den Kommentaren beruht auf einem Missverständnis des OP, das in einem Kommentar an John fragt:

"Wie kann irgendetwas jemals in ein schwarzes Loch fallen, wenn es von einem außenstehenden Beobachter aus gesehen wird?" – Matt Luckham 24. Februar 12 um 10:19 Uhr

Das Missverständnis des OP liegt in der Definition des "externen Beobachters" und in der Annahme, dass alle Beobachter "draußen" sind.

"Außerhalb" bedeutet außerhalb des Gravitationseinflusses/der Anziehungskraft des Schwarzen Lochs, dh nicht angezogen und hineinfallend. Damit ist natürlich nicht „alle Beobachter“ definiert . Es wird Beobachter geben, die in das Schwarze Loch fallen, weil ihre Flugbahn auf das Schwarze Loch zufällt, egal wie weit sie entfernt sind. Dies schließt all die Materie ein, die auf die Singularität zufällt, gesehen aus welchem ​​Rahmen auch immer.

Zu "Framework" : Meinst du Referenzrahmen ( oder ähnliches)?
Ich beziehe mich auf die Metriken der Allgemeinen Relativitätstheorie, siehe en.wikipedia.org/wiki/Metric_tensor_(general_relativity)

Mathematisch gesehen ist dies am einfachsten zu sehen: Die Schwarzschild-Metrik lautet:

d s 2 = − c 2 ( 1 − 2 G M c 2 r ) d t 2 + ( 1 − 2 G M c 2 r ) − 1 d r 2 + r 2 d θ 2 + r 2 s ich n 2 θ d ϕ 2
für Körper, die langsam den Horizont überqueren, haben wir vielleicht
d t d τ = 1 g 00 = ( 1 − 2 G M c 2 r ) − 1
Der Radius eines Schwarzen Lochs ist sein Horizont, und dieser Radius ist der Schwarzschild-Radius, der gleich ist r = 2 G M c 2 . Am Horizont ist also das Verhältnis der Koordinatenzeit und der Eigenzeit unendlich, was bedeutet, dass Sie die Zeit der Körper zum Verlangsamen um einen Faktor von unendlich messen würden, was bedeutet, dass Sie sehen werden, wie sie am Horizont anhalten.

Ich empfehle, die Antworten auf einige der Fragen rechts zu lesen --> -->

Besonders dieser .

Ich gehe davon aus, dass diese Frage als exaktes Duplikat geschlossen wird, aber als Antwort auf die anderen Fragen werden Sie feststellen, dass das, was jemand beobachtet, der in ein schwarzes Loch fällt, und das, was jemand draußen beobachtet, der ihn hineinfällt, nicht dasselbe sind . Die genaue Art der Änderung des Bildes kann (und wurde) ausgearbeitet werden, aber ich empfehle noch einmal, sich die anderen Fragen hier anzusehen.

Das war eine andere Frage, mit der Sie mich verlinkt haben! Ich spreche davon, den Ereignishorizont zu überschreiten. Ich schätze, dass das Objekt, das den Ereignishorizont überquert, eine Verlangsamung erkennt, aber ich spreche von dem "Beobachter". Wenn ich "beobachte", werde ich jemals sehen, wie ein Objekt in das Schwarze Loch eindringt? Wenn nicht dann werde ich nie "beobachten" das Loch etwas zu verbrauchen? Ist das korrekt?
Ich habe Sie nicht auf die Frage verwiesen ... Ich habe Sie auf die Antworten auf die Frage verwiesen ... daher habe ich gesagt: "Ich empfehle, die Antworten auf einige der Fragen zu lesen ..."
Zu "einige der Fragen rechts" : Das ist eine zu instabile Referenz. Beispielsweise ist die von Ihnen verlinkte Beispielfrage nicht vorhanden (2021-10-08). Sie befindet sich auf der verlinkten Seite „ Weitere verknüpfte Fragen anzeigen “ (derzeit sind 99 Fragen mit dieser verknüpft). Der "Related"-Teil ist noch instabiler.

Ab dem dritten Absatz sind meinerseits leicht spekulativ; Ich bin mir nicht ganz sicher. Kommentare sind willkommen

Das liegt alles an der Seltsamkeit der Relativitätstheorie. In Ihrem Bezugssystem stoppt der Felsen am Horizont. Der Fels spürt kein solches Stoppen. Der Felsen wird sehen, wie die Sterne aufgrund von Gravitationslinsen kondensieren (diese „Kondensation“ ist bei massiven Schwarzen Löchern offensichtlicher). Es wird den Horizont näher kommen sehen und wird hindurchfallen.

Denken Sie daran, Zeit und Raum sind relativ. Dies ist ein ziemlich extremer Fall, in dem die Zeit in einem anderen Frame unendlich schneller zu fließen scheint.

Über das 'Dimmen' bin ich mir nicht ganz sicher, was passiert. IIRC, die Behauptung, dass der Felsen „einfriert“, ist eine Halbwahrheit. Theoretisch ist das Gestein in Ihrem Bezugssystem eingefroren, aber ein Teleskop kann das nicht sehen. Um das Leben zu erleichtern, nehmen wir an, dass der Felsen mit Lampen bedeckt ist (ein normaler Felsen würde unsichtbar werden, lange bevor er den Horizont erreicht). Am Horizont ist das Licht, das von diesen Lampen ausgestrahlt wird ∞ rotverschoben, also existiert es im Grunde nicht. Dies kann auch als das Photon betrachtet werden, das den Schweif dreht und absorbiert wird (tatsächlich wird das Photon am Horizont eingefroren). Ein Felsen am Horizont ist also unsichtbar. Ein Felsen in der Nähe des Horizonts ist sehr dunkel, da fast das gesamte emittierte Licht wieder absorbiert wird (außerdem gibt es eine Rotverschiebung des Lichts, mehr Rotverschiebung ⟹ weniger Energie. ). Was wir also sehen, ist, dass der Felsen allmählich dunkler wird, wenn er den Horizont erreicht. Es scheint auch langsamer zu gehen. Die Geschwindigkeit des Dimmens und Verlangsamens konvergiert am Horizont, wo der Felsen gefroren, aber völlig unsichtbar ist. IMHO, das passiert bei t = ∞ in deinem Rahmen.

Ein Schwarzes Loch bleibt also schwarz. Sie werden keine Sterne, Gase, Felsen oder ehrgeizige Forscher sehen, die am Horizont kleben, obwohl Sie möglicherweise dunkle Versionen davon sehen, wenn sie in die Nähe des Horizonts fallen.

Wie das Schwarze Loch wächst, hängt vom absoluten Horizont ab. Der Horizont eines Schwarzen Lochs wächst in „Vorfreude“ auf einfallendes Material.

Danke für deine Antwort Manisharth. Wenn Sie also sagen, dass die Felsen abgeblendet wurden, um unsichtbar zu sein, aber immer noch da sind (aus Sicht des Beobachters) und wenn der Beobachter das Schwarze Loch eine Milliarde Jahre lang beobachten könnte, wäre der Felsen immer noch da (unsichtbar, aber am Ereignishorizont). Würde also aus der Sicht des Beobachters jemals etwas den Ereignishorizont überschreiten?
Denken Sie daran, dass der Stein selbst ein Gravitationsfeld hat. Ich denke also, dass der Felsen das Schwarze Loch verlängert, einfach weil er da ist. Aber ich bin mir nicht sicher. GR scheitert nach dem Ereignishorizont, und es könnte sogar am Ereignishorizont scheitern. Ich bin kein Experte.
Sagen Sie nicht, dass Rotverschiebung und Ablenkung gleich sind, weil sie unterschiedlich sind: Farbänderung vs. Intensitätsänderung. Übrigens wird auch die Intensität eines idealen Laserstrahls verringert.
@kartsa Ja, aber sie haben den gleichen Effekt (das habe ich klargestellt). IIRC, ∞ Die Rotverschiebung des Photons ist gleichbedeutend damit, dass es am Horizont hängen bleibt. Und Farbwechsel ⟹ Intensitätsänderung (allerdings nicht durch Ablenkung). Nehmen Sie einen Strahl und verschieben Sie ihn rot. E = h v , ich = E / EIN . Wenn v nimmt ab, also auch E , und folglich ich .
Ich zitiere FrankH: "Auch die Anzahl der Photonen, die es pro Sekunde emittiert (wie Sie sie erkennen), nimmt mit der Zeit ab, wenn Sie sich dem Horizont nähern." DAS meinte ich. Anzahl der Photonen pro Sekunde. Nicht Intensität. Die Intensität ist proportional zum Quadrat des Rotverschiebungsfaktors.
@kartsa Ja, also gibt es hier mehrere Faktoren: Rotverschiebung verringert die Intensität und Schwerkraft verringert die Intensität.
Leute - ob man das Objekt sehen kann oder nicht, ist irrelevant, oder? Die Frage ist, ob das Objekt den Ereignishorizont überschreiten und sich von jedem Beobachter, der sich nicht in derselben Referenz wie das Objekt befindet, zur Singularität bewegen kann. Ich glaube GR sagt nein...
@MattLuckham Aah: Was hier passiert, ist, dass es in der Minute, in der es den Horizont erreicht, es erweitert. Der Felsen hat auch ein Gravitationsfeld. Es frisst sich also quasi selbst auf. Das „am Horizont feststecken“ ist nur wahr, wenn der Körper selbst nicht gravitiert.
Und der Horizont wird aufgrund der No-Hair-Vermutung nicht klumpig.
Sagt GR nicht, dass nicht nur die Zeitdilatation unendlich wird, sondern auch die Masse des Objekts unendlich wird? Um ehrlich zu sein, mein Gehirn tut weh. Du musst ein schwarzes Loch finden und dieses Zeug testen!
Warum sollte die Masse unendlich werden? Masse-Energie bleibt immer noch erhalten, wenn Sie ein Schwarzes Loch haben. Schwarze Löcher haben endliche Masse; Schwarzes Loch + Objekt = Schwarze Hacke; somit hat jedes Objekt, das in ein Schwarzes Loch fällt, endliche Masse.
Das zeigt meine Unwissenheit. Ich weiß mit SR, dass, wenn sich ein Objekt der Lichtgeschwindigkeit nähert, seine Masse für jeden Beobachter unendlich wird (wie sich die Zeit ausdehnt). Mein Verständnis war, dass GR sagt, dass der gleiche Effekt in Gravitationsfeldern auftritt. Wenn also mein 100-kg-Stein den Ereignishorizont erreicht, scheint er nicht nur zu gefrieren, sondern seine Masse ist für jeden Beobachter auch unendlich? Ist das Müll?
Wer hat gesagt, dass seine Geschwindigkeit unendlich wird? Die SR-Zeitdilatation unterscheidet sich von der Gravitationszeitdilatation IIRC. Ersteres befasst sich mit Geschwindigkeiten, letzteres mit Beschleunigung. Aber keine unendliche Beschleunigung.
Ich habe nie gesagt, dass Geschwindigkeit unendlich wird. Alles, was ich gelesen habe, besagt, dass die SR-Zeitdilatation und die Gravitationszeitdilatation gleich sind. Ich zitiere: "Dies liegt daran, dass sich die gravitative Zeitdilatation in beschleunigten Bezugssystemen oder aufgrund des Äquivalenzprinzips im Gravitationsfeld massiver Objekte manifestiert."
@MattLuckham Sorry, ich meinte Geschwindigkeit wird c . Ja, SR- und GR-Zeitdilatation sind im Grunde dasselbe, aber Sie verwechseln es ein bisschen zu sehr. Ihre Logik ist wie folgt, richtig: ∞ Zeitdilatation in SR ⟹ v = c ⟹ γ = ∞ ⟹ m = ∞ ; ∴ ∞ Zeitdilatation in GR ⟹ m = ∞ ; ∵ Zeitdilatation in SR ≅ Zeitdilatation in GR . Hier verwechselst du Ursache und Wirkung. (Fortsetzung im nächsten Kommentar)
v = c ⟹ Zeitdilatation = ∞ . Nicht umgekehrt. In GR können wir eine unendliche Zeitdilatation ohne Geschwindigkeitsprobleme haben.
"Er wird den Horizont sich nähern sehen und wird durch ihn hindurchfallen." - Der fallende Beobachter wird niemals sehen, wie er den Horizont überschreitet. Der Horizont wird immer in der Ferne sein, auch wenn er sich bereits innerhalb des BH befindet, weil er einen anderen Horizont sehen wird, nicht den BH-Horizont.

Eine Version, die ich gehört habe, ist diese: Der Radius des Ereignishorizonts kann anhand der Masse definiert werden, die er umhüllt. Nun tritt ein Objekt zwar von einem außenstehenden Beobachter nie in den Ereignishorizont ein, aber in einer endlichen Zeit wird es ihm sehr, sehr nahe sein. Wenn Sie nun dieses Objekt als Teil des Schwarzen Lochs einbeziehen und den Ereignishorizont neu berechnen, werden Sie feststellen, dass der neue Ereignishorizont dieses Objekt bereits enthält, daher kann das Objekt als innerhalb des neu gebildeten Schwarzen Lochs gesehen werden.

Sie sehen Objekte, die außerhalb des Ereignishorizonts einfrieren. Sie sehen, dass sich der Ereignishorizont nach außen bewegt, wenn mehr Zeug in den Ereignishorizont fällt. Dinge im Ereignishorizont bewegen sich nicht nach außen, wenn sich der Ereignishorizont nach außen bewegt, werden Objekte vom Ereignishorizont verschlungen.

Interessant? An diesen habe ich nicht gedacht. Passiert das, wenn wir ein Schwarzes Loch mit 1 Million Sonnenmassen haben und ein 100-Kilo-Felsen den Ereignishorizont trifft?
Das ist nicht wahr. Das Material in der Nähe des Ereignishorizonts bewegt sich mit zunehmendem BH-Radius nach außen. Noch mehr, bei allen BH-Deformationen wie Wellen auf seiner Oberfläche, den Gezeitendeformationen oder der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit bleiben alle Objekte, die nahe genug am Horizont sind, daran "kleben" und folgen allen Änderungen der BH-Form. Alle Objekte, die nahe genug an einem rotierenden BH-Horizont sind, rotieren mit ihm mit der gleichen Geschwindigkeit.
@Anixx Nun, vielleicht folgen die Dinge jeder Bewegung des Horizonts. Ich habe nur wiederholt, was einige große Jungs gesagt haben.
@MattLuckham Ich weiß es nicht. Aber hey, hat ein Stein außer kinetischer Energie am Horizont noch Energie? Wenn es etwas Energie hat, dann gibt es einen Ereignishorizont um den Felsen herum. Dann wird das Problem zu einem Problem der Kollision von Ereignishorizonten. (In der Nähe des Ereignishorizonts wird nur ein wenig zusätzliche Krümmung der Raumzeit einen Ereignishorizont ergeben.)
@ kartsa, die Ablehnung geht nicht auf mich zurück, ich weiß, dass einige große Jungs solche Dinge behaupten.

Wenn mein Wissen über die Zeitdilatation richtig ist, geht es in beide Richtungen. In dieser Situation verlangsamt sich die Zeit für das Objekt. Aber die Zeit verlangsamt sich für einen außenstehenden Beobachter nicht . Daher, nein, die Zeit wäre nur für das Objekt unendlich, das sich dem Schwarzen Loch nähert. (Ich könnte mich irren, wenn ja, sag es mir bitte in den Kommentaren)

Das Problem beim Testen, ob irgendetwas anderes als das Bild/die Information darüber schwebt, wo der Ereignishorizont sein sollte, besteht darin, dass alle Signale, die ein Objekt aussendet, sowohl langsamer als auch rotverschoben werden, bis zu dem Punkt, an dem eine Sonde im Wesentlichen nicht mehr reagiert und unsichtbar wird. Ein möglicher Weg, um zu überprüfen, ob Objekte dort wirklich noch schweben, besteht darin, ein paar Testsonden mit Spiegeln auszustatten, die kurze Wellenlängen wirklich gut reflektieren (der Grund dafür, ein paar davon zu haben, ist, dass schließlich sogar einzelne Photonen eine zerstörerische Menge übertragen werden des Impulses). Ich vermute, Sie werden Reflexionen bekommen, solange Ihnen die Sonden nicht ausgehen (obwohl Sie auf jede zusätzliche Messung exponentiell länger warten müssen).

Bearbeiten: Basierend auf einem Kommentar von Anixx werden die Sonden nicht "verschluckt", da ihre Masse das Schwarze Loch erweitert, sondern einfach leicht nach außen gedrückt.

„ selbst einzelne Photonen werden schließlich eine zerstörerische Impulsmenge übertragen “ – Das würde für schwebende Beobachter gelten, aber es ist technisch unmöglich, dort zu schweben. Für frei fallende Beobachter ist das radiale Außenlicht jedoch tatsächlich rotverschoben (asymptotisch zweimal am Horizont).

Am Ereignishorizont sieht die Person, die hineingezogen wird, doppelt so schnell Licht. Wenn er dann hineinfällt, wird er schließlich Licht dreimal so schnell sehen, dann viermal so schnell, dann fünfmal so schnell, bis das Licht unendlich schnell zu sein scheint und die Zeit für ihn unendlich zu werden beginnt, und wahrscheinlich scheint er zu nehmen einen Bruchteil einer Sekunde, um hineinzufallen, dann wird er zerstört, weil es nur Platz für weniger als einen Kubikplank (unendlich klein) gibt, während er größer als eine Zelle ist. Draußen werden Sie jedoch niemals etwas in den Ereignishorizont fallen sehen, und wenn die erforderliche Fluchtgeschwindigkeit die halbe Lichtgeschwindigkeit beträgt, werden Sie Objekte mit halber Geschwindigkeit fliegen sehen, was nicht so schlimm ist, aber nach einer Weile wann Die benötigte Geschwindigkeit wird 299.792.457 Meter pro Sekunde, und wenn Sie so tun, als gäbe es eine Uhr, wird es 1/299.792 sein. 458-mal so schnell und brauchen daher etwa 9 Jahre, um 1 Sekunde zu gehen, in die wahrscheinlich die Uhr bereits gefallen ist. Die Person, die hineinfällt, fühlt jedoch nichts Besonderes, wenn sie den Ereignishorizont überschreitet, und kann sogar mit einer anderen Person kommunizieren, die hineinfällt, bis eins wird durch Gravitationssingularität zerstört. Es gibt keine Möglichkeit, in ein Schwarzes Loch zu gehen und allen die Geschichte zu erzählen, aber es gibt eine Möglichkeit, jedes Objekt zu identifizieren, das seit dem Urknall in das Schwarze Loch gefallen ist, aber Sie brauchen ein superschnelles und viel besseres Programm Sehvermögen als normal. Da die Zeit für dich umso langsamer ist, je schneller du fährst, weil die Lichtgeschwindigkeit nur ein wenig schneller ist als du, musst du warten, bis du fast Lichtgeschwindigkeit erreicht hast, wie 299, 792, 457,99[...] 9 Meter pro Sekunde, dann sofort ohne Wartezeit 299, 792, 458/ die Zahl, die ich geschrieben habe -1 Sekunden, und bewegen Sie sich mit Lichtgeschwindigkeit für eine sehr, sehr lange Zeit zurück, wahrscheinlich länger als die Zeit, die der Urknall brauchte, um sich zu bilden und die Geschichte zu erzählen. Und nein, Sie altern mit der gleichen Geschwindigkeit, aber die Zeit scheint einfach viel langsamer zu sein, weil das Licht nur ein bisschen schneller ist als Sie.

Das ist völlig falsch. Beobachter werden niemals eine andere Lichtgeschwindigkeit als c beobachten, aber sie werden eine Rot/Blau-Verschiebung sehen.
Ich habe das nicht für Beobachter gesagt. Ich sagte das für die Person, die hineinfällt, die wahrscheinlich zuerst zerstört wird, es sei denn, das Schwarze Loch hat viel Masse. Und der zweite Teil war ungefähr, bevor das Objekt in den Horizont fällt, diese Zeit wird sich für die Person viel langsamer anfühlen, während die Person, die hineinfällt, das Licht doppelt so schnell kommen fühlt, vorausgesetzt, es geht in einer geraden Linie, die es ohne sollte jede Kraft (was nicht wahr ist). Und das Objekt würde kurz vor dem Fall auseinander reißen, wenn ein Teil des Objekts durch den Horizont ginge und ein Teil nicht, und es würde Lichtgeschwindigkeit erreichen.
Das ist falsch: "Während die Person, die hineinfällt, das Licht doppelt so schnell spüren wird". Also "das Objekt würde kurz vor dem Fall auseinander reißen, wenn ein Teil des Objekts durch den Horizont ginge und ein Teil nicht". Das ist unmöglich: "und es geht mit Lichtgeschwindigkeit".
Dies wäre wahr, abgesehen von der Tatsache, dass der Beobachter, der in die BH fällt, auch immer näher an die Lichtgeschwindigkeit herankommt, sodass Sie auch SR-Effekte berücksichtigen müssen. Ich glaube, dass der SR-Dopplereffekt letztendlich die genaue Umkehrung des GR-Zeitverlangsamungseffekts plus des SR-Zeitverlangsamungseffekts ist, sodass sie am Ende sowohl die gleiche Frequenz als auch die gleiche Dauer sehen sollten, wenn sie sich im freien Fall befinden. Eine ganz andere Geschichte natürlich, wenn sie Raketen haben, die stark genug sind, um knapp über dem Ereignishorizont zu schweben.
Wie kann aus der Sicht eines außenstehenden Beobachters jemals etwas in ein Schwarzes Loch fallen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 1v