Stirbt man wirklich, wenn man von einem schwarzen Loch spaghettifiziert wird?

Wenn man bedenkt, dass die Schwerkraft wirkt, indem sie die Raumzeit dehnt und alle Kräfte (EM, Nuklear usw.) relativ zur Raumzeit sind, können wir dann bedenken, dass unabhängig davon, wie gedehnt Sie für einen Beobachter außerhalb des Schwarzen Lochs sind, während Sie spaghettifiziert werden ( obwohl ich wissen, dass von außerhalb des Schwarzen Lochs nichts praktisch beobachtet werden kann), Sie werden nicht zu sich selbst spaghettifiziert (das Einstein-Gedankenexperiment Aufzug/freier Fall) und Ihr Körper funktioniert normal weiter (abstrahiert von den anderen fallenden Objekten, die Sie treffen könnten). ?

@DKNguyen das ist nicht dasselbe wie freier Fall
Berühren. Bedenken Sie jedoch, dass der untere Teil von Ihnen schneller fallen wird als der obere Teil von Ihnen, die Form der Raumzeit sei verdammt.
Ich denke, der zweifelhafteste Teil Ihrer Aussagen ist " Betrachtung der Schwerkraft wirkt durch Dehnung [...] aller Kräfte (EM, Kernkraft usw.) ". Ich habe dies nirgendwo gesehen. Was bedeutet es überhaupt, eine Kraft auszudehnen? Sie wiederholen das ständig, als ob es eine Tatsache wäre, aber ich habe das nirgendwo gesehen, und Ihre gesamte Argumentation hängt davon ab.
@DKNguyen ja, darauf beruht meine Frage
Ich denke, das ist eine großartige Frage. Warum wird es herabgestuft?
@DKNguyen nimm ein 20-cm-Lineal (siehe meine Bearbeitung zu meiner Op), wirf es in ein bh, es misst die Entfernung genau, egal wie spaghettifiziert es ist
@ManudeHanoi Nein, wird es nicht. Wenn es gestresst wird, wird es sich anstrengen und die Entfernung nicht mehr genau messen.
Ich stimme dafür, diese Frage zu schließen, da sie auf einer falschen Hypothese basiert, die das OP anscheinend nicht akzeptiert, "Raumzeit und alle Kräfte zu dehnen", auf die bereits in den Kommentaren hingewiesen wurde
@ohneVal Die Frage war sehr offen, dass ihre Annahme (mit Argumenten) diskutiert wurde. Es ist reine Dummheit, es zu schließen, wenn man bedenkt, wie gut die Antworten sind, die ich erhalten habe. Und ja, meine Vermutung war falsch, aber dieser Kommentar hat mir genau gezeigt, wie: physical.stackexchange.com/questions/631414/…
Ich stimme dafür, die Frage offen zu halten: Ich denke, es ist kein so ungewöhnliches Missverständnis, dass Spaghettifizierung eine Art Längenausdehnung ist, die nur von einem entfernten Beobachter beobachtet werden kann.
Das tatsächliche Entfernen der Änderungen könnte dies verbessern, da sich bereits alles im Hauptteil befindet und keine der Antworten von den Änderungen abhängt.
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Antworten (5)

Wenn Sie durch die Gezeitenwirkung der Schwerkraft gedehnt werden, werden Sie wirklich gedehnt. Sie können dies bereits anhand der Newtonschen Gravitation abschätzen, und dann passt GR einfach die Details der Berechnung an. Betrachten Sie zum Beispiel einen langen Stab L senkrecht orientiert und auf einen Neutronenstern fallend. Die Unterseite der Stange wird durch die Schwerkraft angewiesen, mit einer Geschwindigkeit auf den Stern zu zu beschleunigen

G M ( R − L / 2 ) 2
Wo M ist die Masse des Sterns, R ist der Abstand zwischen den Zentren. In der Zwischenzeit wird der Spitze der Stange gesagt, dass sie mit einer Geschwindigkeit auf den Stern zu beschleunigen soll
G M ( R + L / 2 ) 2
Was macht die Rute? Antwort: es dehnt sich aus. Seine inneren Kräfte (aus der Bindung zwischen den Atomen) wirken dieser Dehnung entgegen und folglich baut sich im Stab eine Spannung auf. Um diese Spannung zu berechnen, können Sie die Newtonsche Mechanik auf jeden Abschnitt der Stange anwenden, und Sie werden feststellen, dass die Spannung zur Mitte der Stange hin zunimmt, wo sie den Wert erreicht
T = 1 8 ρ A L 2 | D G D R | = 1 4 ρ A L 2 G M R 3
Wo ρ ist die Dichte und A die Querschnittsfläche des Stabes. Wenn das T die Zugfestigkeit des Stabes überschreitet, bricht der Stab.

Beispielsweise wird ein 100 Meter langes Stahlseil, das auf einen Neutronenstern fällt, durch diesen Gravitationseffekt zerrissen, wenn es etwa zweitausend Kilometer von dem Stern entfernt ist.

Die Allgemeine Relativitätstheorie verändert hier die Details, aber nicht das hauptsächliche qualitative Ergebnis. Ein Astronaut, der auf eine Singularität zustürzt, wird also tatsächlich sterben, da sein Körper den auftretenden extremen Gezeitenkräften ausgesetzt ist. Als eine andere bereits erwähnte Antwort ist das Äquivalenzprinzip eine Aussage, die nur auf Entfernungs- und Zeitskalen gilt, die klein genug sind, dass die Gezeiteneffekte ignoriert werden können.

Ein zusätzlicher Hinweis zu Referenzobjekten

In der Allgemeinen Relativitätstheorie müssen wir darauf hinweisen, dass viele Aussagen über Entfernung und Zeit nur in Bezug auf physikalische Objekte gemacht werden können. Kann die Raumzeit selbst als ein solches Referenzobjekt betrachtet werden? Die Antwort lautet: nicht im einfachen Sinne. Die geometrische Grundidee hier ist, dass Sie sich die Raumzeit als einen 4-dimensionalen Raum vorstellen können (der Fachbegriff ist vielfältig ) und Punkte im Raum Ereignisse genannt werden, und es ein Maß für die „Raumzeit-Entfernung“ (genannt Intervall ) zwischen benachbarten gibt Ereignisse, die geschrieben werden können:

(1) D S 2 = G μ v D X μ D X v
Dieser Ausdruck ergibt eine Summe über 16 Komponenten G A B multipliziert mit Koordinatentrennungen zwischen den Ereignissen. Ich werde nicht den ganzen mathematischen Hintergrund buchstabieren. Aber zum Verständnis der Spaghettifizierung kann man folgendes anmerken. Was passiert, ist, dass die Weltlinien (die Bahnen in der Raumzeit) benachbarter Teile eines physischen Objekts wie eines fallenden Stabs auseinander ziehen. Um genau zu sein, betrachten wir ein Atom A und ein benachbartes Atom B in unserem Stab. Zunächst könnte der Abstand zwischen diesen Atomen sein 10 − 10 m oder 1 Angström, zum Beispiel. Das heißt, wenn Sie das momentane Ruhesystem des Atoms annehmen A , und erkundigen Sie sich dann nach der Raumzeitposition des Atoms B zu einem Zeitpunkt, den Sie als „jetzt“ bezeichnen würden, dann finden Sie das Intervall D S der durch den obigen Ausdruck gegeben ist, hat eine Größe von 1 Angström. Sie könnten dies bestätigen, indem Sie es mit einem handlichen Lineal, beispielsweise aus Diamant, vergleichen, das Sie bei sich hatten. Lassen Sie nun etwas Zeit vergehen, während die Stange fällt. Vielleicht ist die Stange zum Beispiel aus Gummi. Dann wird zu einem späteren Zeitpunkt der obige Ausdruck für das Intervall zwischen Atomen ergeben A Und B eine größere Zahl wie z. B. 2 Angström. Jeder Diamantstab, den Sie dabei hatten, dehnt sich um viel weniger aus, sodass er verwendet werden könnte, um diese Dehnung des Gummistabs zu messen. Wenn Sie ganz genau sein möchten, können Sie auch die zu erwartende Dehnung des Diamantstabs berechnen und berücksichtigen. Oder Sie könnten einen Laserstrahl verwenden, um einen Abstandsstandard festzulegen und diesen zu verwenden.

Der Sinn dieser hinzugefügten Anmerkung besteht darin, zu erklären, wie die Formel (1) auf solche Experimente anwendbar ist. Im Fall eines Schwarzen Lochs ist die Dehnung der Gezeiten in der Nähe der Singularität stark genug, um nicht nur einen Gummistab, sondern auch einen Diamantstab oder irgendetwas anderes auseinanderzuziehen.

Ich habe die Dehnung nicht geleugnet, sondern nur gesagt, dass sie relativ zum Bezugspunkt sei. Wenn die Referenz der entfernte Beobachter ist, können Sie sicher die Dehnung sehen, aber was ist, wenn die Referenz die Raumzeit selbst ist?
@ManudeHanoi Wenn ein Stahlkabel in zwei separate Längen auseinandergezogen wird, stimmt jeder Beobachter in jedem Referenzrahmen zu, dass es auseinandergezogen und getrennt wird. Der richtige Abstand zwischen den beiden Teilen ist jetzt ungleich Null und nimmt zu. Ein örtliches Lineal oder ein anderes Messgerät wird dies bestätigen. Was kann ich noch sagen? Ich glaube, Sie haben noch keine richtige Einsicht in das, was GR über die Raumzeit behauptet; Berechnungen wie die in meiner Antwort können hilfreich sein; Ich hoffe es wird.
Ein anderes etwas verwandtes Beispiel ist ein fallender Schornstein, allerdings aus einem anderen Grund.
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Ich habe diese Spannungsformel in ein Python-Programm umgewandelt

Das Äquivalenzprinzip gilt im Grenzbereich sehr kleiner Aufzüge. Wenn wir weit genug von einem sehr massiven Objekt entfernt sind, haben wir möglicherweise ein riesiges, aber fast konstantes Gravitationspotential: starke relativistische Effekte, aber kaum Gesamtkräfte oder andere lokal messbare Effekte.

Bei stark schwankendem Potential beschreibt das Äquivalenzprinzip nicht mehr annähernd, was mit Ihrem Körper als Ganzes passiert. Man könnte sagen, dass im ersten Fall verschiedene Teile Ihres Körpers auf parallelen Geodäten "wandern" "wollen", während sie im zweiten Fall ausreichend divergieren, um die Kräfte zu überwinden, die die verschiedenen Teile zusammenhalten.

Bitte betrachten Sie jedes Atom des Körpers als einen Einstein-Beobachter, die Kräfte, die die Atome zusammenhalten, basieren auf der Raumzeit selbst. Wenn sich also die Raumzeit ausdehnt, tun dies auch diese Kräfte, und deshalb erwarte ich immer noch, dass sie halten. In diesem Aspekt ist die Schwerkraft eine andere Art von Kraft als EM-Kräfte
Nehmen Sie ein 20-cm-Lineal (siehe meine Bearbeitung zu meiner Operation), werfen Sie es in ein bh, es wird (lokal) die Entfernung genau messen, egal wie spaghettifiziert es für den äußeren Beobachter ist
Könnte es sein, dass Sie die Spaghettifizierung verwechseln, die eine Verformung von Objekten ist (nicht der Raumzeit, obwohl sie durch die Geometrie der Raumzeit verursacht wird) mit so etwas wie der Lorentz-Kontraktion (Lorentz-Dilatation?), die eine tatsächliche Eigenschaft der Raumzeit ist? Wenn Sie zwei Lineale haben, eines aus Gummi und eines aus Diamant, haben sie tatsächlich eine unterschiedliche Länge, wenn sie in Richtung eines (schwachen) Potentialgradienten zeigen.
könnte die 2 verwirren, aber im Fall der 2 Lineale würde ich einwenden, dass sie bei einem freien Fall der Schwerkraft (im Gegensatz zu einem Gradienten anderer Kräfte) dasselbe messen würden
Ein Objekt fällt nie frei, es sei denn, es ist ein Punkt. Wo ich Potentialgradient sagte, meinte ich das Gravitationspotential. Schauen wir uns das Einstein-Äquivalenzprinzip an , wie es in Wikipedia beschrieben ist:
das schwache Äquivalenzprinzip gilt, und das Ergebnis jedes lokalen Nicht-Gravitations-Experiments in einem frei fallenden Labor ist unabhängig von der Geschwindigkeit des Labors und seiner Position in der Raumzeit. Dabei hat „lokal“ eine ganz besondere Bedeutung: Das Experiment darf nicht nur nicht außerhalb des Labors blicken, sondern muss auch klein sein im Vergleich zu Schwankungen im Gravitationsfeld, Gezeitenkräften, damit das gesamte Labor frei fällt.
Beachten Sie, dass die Spaghettifizierung ausschließlich auf Gezeiteneffekte zurückzuführen ist.
Was wäre, wenn lokal als mikroskopisch gemeint wäre? unendlich so? Wenn eine Entfernung aufgrund der Entfernungsdehnung selbst gedehnt wird, bleibt die Entfernung dann nicht unverändert? Mit anderen Worten, wenn Sie eine Referenz mit 2 Achsen und eine Zeichnung auf einer abgestuften Gummioberfläche haben (die alle horizontalen und vertikalen Linien für jede Achse zeigt), können Sie das Gummigewebe nach Belieben biegen, die Koordinaten jedes Zeichnungspunkts werden bleibt gleich
Der springende Punkt hier ist, dass die Kräfte, die den Körper zusammenhalten, KEINE Gravitationskräfte sind und das Äquivalenzprinzip für sie nicht gilt. Wenn Sie also eine Region erreichen, in der ein Objekt durch nicht-gravitative Kräfte zusammengehalten wird, und das Gravitationsfeld sich schnell genug ändert, dass Sie eine Variation der Kraft über diesen physischen Körper hinweg sehen können, dann wird dieser Körper Gravitationsspannungen ausgesetzt sein. versucht, es auseinander zu reißen.
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"Spaghettifikation" ist ein Gezeiteneffekt, der durch die unterschiedlichen Wege verursacht wird, die die Teilchen Ihres Körpers durch die Raumzeit nehmen. Ja, Sie werden dies bemerken (und es wird Sie letztendlich umbringen). Ihr Argument, dass elektromagnetische Kräfte durch die Raumzeit auf die gleiche Weise gebogen werden, ist nicht ganz relevant, da nicht die Biegung der Raumzeit die Spagettifizierung verursacht, sondern das Relativedass die Biegung an Kopf und Fuß unterschiedlich ist, was eine objektive Sache ist, auf die sich alle Beobachter geeinigt haben. Stellen Sie sich das so vor: Gezeiten existieren wirklich auf der Erde und die Atome im Ozean bewegen sich wirklich anders wegen ihnen. Die Gezeiten in der Nähe eines Schwarzen Lochs sind enorm stärker als die von Mond und Sonne verursachten, stark genug, dass sie Ihren Kopf und Ihre Füße auseinanderziehen, genau wie die Gezeitenkräfte in der Nähe der Erde den Ozean auf gegenüberliegenden Seiten der Erde auseinanderziehen.

beste antwort bisher.
Stellen Sie sich eine Reihe unendlich kleiner Einsteins vor, die frei fallen und von denen jeder an den nächsten gebunden ist. Lassen Sie sie in ein schwarzes Loch fallen. Nach dem Äquivalenzprinzip (oder dem Gedankenexperiment des freien Falls) spürt keiner von ihnen die Beschleunigung, und doch werden die unteren (in der Nähe des bh) stärker gedehnt als die oberen. Sie würden bald sagen, dass es ein Problem mit dem gibt, was die Mini-Einsteins zusammenhält. Ersetzen Sie die Einsteins durch Atome und Verknüpfungen durch chemische Bindungen. Die chemischen Bindungen werden durch EM-Kraft gehalten. Und die EM-Kraft wird selbst gedehnt.
Aber die Lichtgeschwindigkeit (dh die EM-Kraft) kann sich nicht ändern, weil sie absolut ist, ist es also nicht möglich, dass die chemischen Bindungen immer noch bestehen bleiben?
Das Äquivalenzprinzip hat einen wichtigen Vorbehalt, es gilt nur "lokal" (in einer ausreichend kleinen Region der Raumzeit). Zum Beispiel werden frei fallende Beobachter, die relativ zur Erde weit voneinander entfernt sind, einander nicht als Ruhe betrachten. Wie weit Sie voneinander entfernt sein müssen, bevor dies eine Rolle spielt, hängt davon ab, wie gekrümmt die Raumzeit ist (tatsächlich ist dies in gewissem Sinne die Definition dafür, wie gekrümmt die Raumzeit ist). In der Nähe eines Schwarzen Lochs kann "lokal" tatsächlich eine sehr kleine Entfernung sein. EM-Kräfte wirken normalerweise "lokal", aber über größere Entfernungen nicht (zB wird Licht durch die Schwerkraft der Sonne gebogen).
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Können wir dann davon ausgehen, dass Sie unabhängig davon, wie gestreckt Sie für einen Beobachter außerhalb des Schwarzen Lochs sind, während Sie spaghettifiziert werden, nicht für sich selbst spaghettifiziert werden?

Nein. Die Krümmung ist eine unveränderliche Tatsache, sie ist nicht relativ.

Phänomene wie die Längenkontraktion führen zu einer spannungsfreien geometrischen Verzerrung. Lokale Dehnungsmessstreifen oder Spannungsmessungen erkennen keine Längenkontraktion.

Das ist bei der Spaghettifizierung nicht der Fall. Bei Gezeitenkräften (Krümmung) werden lokale Dehnungsmessstreifen und Spannungsmessungen dies erkennen. Wenn die lokal gemessenen Dehnungen die Elastizitätsgrenze Ihres Körpers überschreiten, wird Ihr Gewebe beschädigt und Sie werden sterben.

Sie meinen also, die Längenkontraktion ist anders als die Krümmung?
Absolut. Die Längenkontraktion ist ein Merkmal der flachen Raumzeit. Mit Krümmung hat das nichts zu tun.
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Wenn technische Antworten erscheinen, werde ich nur den Teil "Stellen Sie es sich vor" ansprechen. Gezeitenkräfte in der Nähe eines Schwarzen Lochs ähneln den Zentrifugalkräften auf einen sich drehenden Körper.

Für ein Schwarzes Loch mit stellarer Masse bei 100 km beträgt die Gezeitenkraft über 2 m (ein Mann) etwa 50.000 g, so dass sich das anfühlen würde, als würde es sich mit 7.000 U / min oder 100+ Hz drehen (gespitzt, kein Einziehen).

Ich verstehe nicht, was Sie mit "(gebückt, kein Einstecken)" meinen, und Sie scheinen meine Punkte nicht anzusprechen. Ich verstehe, dass die allgemeine Vision ist, dass die Schwerkraft Menschen zerreißt, ich habe versucht zu erklären, warum ich anders dachte
@ManudeHanoi. Korrektur: Anordnung. Nicht Hecht.
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Was bedeuten diese Begriffe "Hecht", "Layout", "Tucking"? Ist ein Hecht nicht eine Fischart?
Stirbt man wirklich, wenn man von einem schwarzen Loch spaghettifiziert wird?
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