Kann ein ausreichend großes Schwarzes Loch singularitätsfrei sein?

Dies kam mir, nachdem ich gelesen hatte, dass ein Schwarzes Loch mit der Masse des beobachtbaren Universums auch einen Ereignishorizont haben wird, der das beobachtbare Universum abdeckt.

Da die Definition eines Schwarzen Lochs besagt, dass ihm nichts entkommen kann, muss es tatsächlich eine einzige Singularität von unendlicher Dichte haben?

Oder könnten Sie ein theoretisches Schwarzes Loch aus einer Supergalaxie oder einem dichten Haufen von Galaxien arrangieren, wo sie so viel Masse haben, dass Sie nicht nach draußen entkommen können, aber gleichzeitig können Sie drinnen "leben", ohne zerrissen zu werden Stücke?

Antworten (2)

Mit dem Begriff Schwarzes Loch meinen wir normalerweise eine von vier Raumzeitgeometrien, die Schwarzschild-, Reissner-Nordström-, Kerr- oder Kerr-Newman-Metrik. Das Universum wird (wir glauben) ungefähr durch die Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker-Metrik beschrieben, und es ist kein Schwarzes Loch. Der Urknall ist nicht dasselbe wie die Singularität im Zentrum eines Schwarzen Lochs.

Für das einfachste Schwarze Loch, die Schwarzschild-Metrik, führt jeder zeitähnliche Weg, sobald man sich innerhalb des Ereignishorizonts befindet, zur Singularität. Es gibt also nicht nur kein Entkommen, sondern auch keine Möglichkeit, dauerhaft im Schwarzen Loch zu bleiben, ohne die Singularität zu treffen. Für die aufgeladenen und rotierenden Schwarzen Löcher sind die Dinge komplizierter, denn es gibt zeitähnliche Pfade, die Sie durch den Ereignishorizont führen, die Singularität verpassen und wieder zurück. Es bleibt jedoch so, dass (a) Sie niemals zu Ihrem Ausgangspunkt zurückkehren können und (b) es keine stabilen Umlaufbahnen innerhalb des Ereignishorizonts gibt - Sie treffen entweder auf die Singularität oder werden ausgestoßen.

Die einfache Antwort auf Ihre Frage lautet also, dass Sie kein Schwarzes Loch arrangieren können, das es Ihnen ermöglicht, dauerhaft innerhalb des Ereignishorizonts zu leben.

Nebenbei gesagt ist es nicht so, dass man dem beobachtbaren Universum nicht entkommen kann. Eigentlich eher umgekehrt. Unter der Annahme, dass die Expansion des Universums weiter beschleunigt wird, nähert es sich einer de Sitter-Geometrie. In diesem Fall gibt es einen kosmologischen Horizont, der alles außerhalb des beobachtbaren Universums daran hindert, in dieses einzudringen. Jedoch kann alles innerhalb des beobachtbaren Universums durch den Horizont entkommen (obwohl es aus unserer Sicht unendlich lange dauern würde, dies zu tun).

OK, Ihre Antwort hat mir klar gemacht, dass es eine andere Frage gibt. Wenn Sie ein theoretisches Schwarzes Loch mit einem Radius von 1 Milliarde Lichtjahren haben, würde ein frei fallender Beobachter 1 Milliarde Jahre (in seinem eigenen Referenzrahmen) brauchen, um das Zentrum zu erreichen? Wie lange würde es dauern? Oder vielleicht sollte ich das als neue Frage posten.
Es gibt zeitähnliche Pfade, die dich durch den Ereignishorizont führen . Wäre das für rotierende BHs nicht die Ergosphäre? (Anscheinend wird der äußere Horizont für geladene BHs immer noch als Ereignishorizont bezeichnet?)
@sashoalm: siehe meine Antwort auf A Hollow Black Hole . Fügen Sie einfach die Masse Ihres großen schwarzen Lochs in die Gleichung ein, die ich gebe, um die Zeit zu berechnen, um die Singularität zu treffen. Dies gilt nur für Schwarzschild-Schwarze Löcher, nicht für rotierende, aber es gibt Ihnen eine Vorstellung von den beteiligten Zeitskalen.
@adipy: nein, ich meinte den Ereignishorizont, dh den inneren Horizont, nicht die Ergosphäre.
@BlackHoleSlice Sie sollten das als Frage posten (die schnelle Antwort ist "Ja")

Singularitäten existieren in theoretisch „perfekten“ Lösungen der Allgemeinen Relativitätstheorie, aber wenn Sie sich tatsächliche natürliche Kerr-ähnliche Objekte ansehen, die sich in einem rauschgefüllten Hintergrund aus GR-Wellen und anderer einfallender Strahlung und Materie drehen, ist es wahrscheinlich, dass keine physikalischen echten Singularitäten existieren.

Brandon Carter, der sich auf rotierende schwarze Löcher bezieht (alle echten schwarzen Löcher drehen sich):

Somit kommen wir zu dem Schluss, dass eine Zeitlinie oder Null-Geodäte oder Umlaufbahn die Singularität unter keinen Umständen erreichen kann, außer in dem Fall, in dem sie auf den Äquator beschränkt ist, cos() = 0 .... Daher wird die Symmetrie ausgehend von fortschreitend reduziert Mit der Schwarchild-Lösung wird die Ausdehnung der Klasse von Geodäten, die die Singularität erreichen, ebenfalls stetig reduziert, … was darauf hindeutet, dass nach einer weiteren Verringerung der Symmetrie unvollständige Geodäten möglicherweise ganz aufhören zu existieren Kerr Fields, Brandon Carter 1968. (NB:
PDF )

Keine-Haar-Theoreme machen Singularitäten nicht wahrscheinlicher, da sie mit der Ringausfallzeit eines Schwarzen Lochs in einem vollkommen ruhigen Hintergrund sprechen. Es ist der natürliche stochastische Einfall von Stoffen, der verhindert, dass sich echte Singularitäten bilden.