Geometrie innerhalb des Ereignishorizonts

Ich versuche, die Geometrie intuitiv zu verstehen, wie sie für einen Beobachter aussehen würde, der in den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs von Schwarszchild eintritt. Über Hinweise oder Korrekturen zum oben Gesagten würde ich mich freuen.

Wenn Sie unmittelbar nach Ihrem Eintritt in den Ereignishorizont zurückblicken und versuchen, erneut nach dem Horizont zu greifen, wird es scheinen, als würde er sich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit ausdehnen. In der Nähe dieser Region ist die scheinbare Form des Horizonts eine Kugel, die sich ausdehnt, und wir befinden uns innerhalb der Kugel

In der Nähe der Singularität wissen wir wirklich nicht, was passiert. Ich habe gehört, dass eine Spaghettitifizierung nicht unbedingt vorkommt, da die diagonalen Komponenten des metrischen Feldes mit zunehmender Krümmung schrumpfen, so dass es sehr wohl der Fall sein könnte, dass ein Hyperzylinder unendlicher Länge vorliegt S 3 × R + mit konstantem physikalischen Radius wird konform auf die abgebildet S 3 { 0 } Bereich um die Singularität, oder dass im Allgemeinen ein Bereich um die Singularität auf irgendetwas am anderen Ende abgebildet werden kann, was im Grunde daran liegt, dass die Freiheitsgrade von Krümmung und Spannungsenergie in unserem Ende der Raumzeit nicht wirklich vorhersagen können, was für eine Art Der Topologie-Endpunkt wird mit der Angelegenheit am anderen Ende verbunden. Da die metrischen Komponenten an der Singularität gegen Null tendieren, klingt dieses Argument ziemlich interessant, da es zu implizieren scheint, dass Beobachter relativ zu Kruskal-Koordinaten "schrumpfen", weil die lokale Physik immer so wäre, dass physische Beobachter relativ zu fixiert bleiben ihre lokale Metrik, da die Metrik kovariant konstant ist!.

Ich bin jedoch kein Experte für die Beschreibung der asymptotischen Physik in der Nähe der Schwarszchild-Singularität. (weshalb ich schließlich auf dieser Seite frage!). Frage: Ist dieses Argument stichhaltig?

Antworten (1)

Die Geometrie in deinem Bild ist zu klassisch. Sobald du den Ereignishorizont passiert hast, sieht es nicht mehr wie eine Kugel aus, die dich umgibt, und du siehst es sowieso nicht als besondere Oberfläche. Wenn Sie entlang einer radialen Richtung zurückblicken, sehen Sie denselben Horizontpunkt vor sich (in der Vergangenheit) und hinter sich (ebenfalls in der Vergangenheit), bei unterschiedlichen affinen Parametern entlang des Horizonts (dies ist in einem Penrose-Diagramm deutlich). . Aber Sie werden den Horizont nicht als Kugel sehen.

Wenn Sie sich einer Schwarzschild-Singularität nähern, gibt es keine Möglichkeit zu vermeiden, bis zur Vergessenheit komprimiert zu werden, da das gesamte Volumen, das Sie tragen, auf ein winziges Volumen nahe r = 0 komprimiert wird. Die radiale Fläche ist r, und die Fläche einer Kugel ist 4 π R 2 immer, und r ist die Zeit innerhalb des Horizonts, und Sie werden zwangsläufig zu r = 0 hingezogen, was die Singularität ist. Sie können sich nicht durch konformes Mapping retten, weil die tatsächlichen physikalischen Abstände geschrumpft werden – selbst wenn Sie konform auf die Größe Null geschrumpft würden, ist Ihre Materie nicht konform invariant, die Atome geben einen Maßstab vor.

Die dr-Komponente der Metrik verschwindet nicht an der Singularität, ihr Grenzwert ist es 1 2 M . Dies bedeutet, dass Sie beim Einfallen eine bestimmte Einheit von r pro Zeiteinheit verlieren, was bedeutet, dass Ihr radiales Volumen mit der Zeit quadratisch auf Null schrumpft. Der Zeitteil der Metrik (der jetzt räumlich ist) geht an 2 M R , und so erhalten Sie im Austausch einen linear divergierenden Raum, aber die quadratische Komprimierung gleicht das Volumen nicht für das Schrumpfen der quadratischen Kugel aus. Außerdem ist dies keine konforme Transformation im vernünftigen Sinne, sondern eine Spaghettiifizierung.

Die wirkliche Einschränkung bei Schwarzen Löchern ist, dass diese ganze Geschichte davon ausgeht, dass das Schwarze Loch neutral und nicht rotierend ist. Bei rotierenden oder geladenen Schwarzen Löchern wird die innere Struktur auf radikale Weise verändert, und es ist klassischerweise nichts falsch daran, rein und raus zu gehen, außer einigen zweifelhaften Argumenten darüber, was passiert, wenn Sie den Cauchy-Horizont im Inneren treffen.

Materie bricht also nicht nur die konforme Invarianz, sondern auch die lokale metrische Kovariantenkonstanz
@diffeomorphism: Ich verstehe nicht, was ist "lokale metrische kovariante Konstante"? Die Materie stellt Lineale auf, die der Metrik klassisch positivistische Bedeutung geben.
Damit ein Raum mit einer Verbindung eine Metrik liefert, muss diese Metrik kovariant konstant sein. Nach dem, was Sie oben gesagt haben, wird Materie irgendwann NICHT unter Geodäten fallen (weil die Materiekopplung dominieren wird), sodass die Metrik lokal variieren wird