Erreicht irgendein Teilchen jemals irgendeine Singularität innerhalb des Schwarzen Lochs?

Ich bin kein professioneller Physiker, also kann ich hier etwas Unsinn sagen, aber diese Frage ist mir jedes Mal in den Sinn gekommen, wenn ich lese oder höre, wie jemand davon spricht, dass Teilchen auf Singularitäten treffen und „seltsame Dinge passieren“.

Nun zu der vorliegenden Frage, folgen Sie bitte meiner langsamen Argumentation ... Soweit ich gelernt habe, müssen Sie zuerst einen Ereignishorizont überqueren, um eine Singularität eines Schwarzen Lochs zu erreichen. Der Ereignishorizont hat diese besondere Eigenschaft, das externe Universum für den fallenden Beobachter auf eine unendliche Geschwindigkeit zu bringen. Aufgrund der Hawking-Strahlung und dem Wissen, dass die kosmische Hintergrundstrahlung langsam nachlässt, wird früher oder später jedes Schwarze Loch in diesem speziellen Fall von Inflation, in dem wir leben, verdampfen, so ein externer Beobachter dieser Schwarzen Löcher.

Das bedeutet, dass jedes Schwarze Loch eine endliche Zeitspanne hat, solange dieses Universum so lange überlebt. Wenn wir nun zum fallenden Beobachter zurückkehren, hatten wir bereits festgestellt, dass ein solcher Beobachter das Außenuniversum unendlich „beschleunigen“ sehen würde. Das bedeutet, dass der fallende Beobachter, wenn er auf den Ereignishorizont "trifft", (oder wenn wir von Teilchen sprechen, was in diesem Fall klarer ist) sofort in die Zeit des endgültigen Verdampfungsmoments des Schwarzen Lochs transportiert wird. Entweder dies oder das Partikel bekommt eine seltsame Behandlung. Mein Punkt ist, dass ein solches Teilchen niemals die Singularität erreicht, weil es keine Zeit hat, dorthin zu gelangen. In dem Moment, in dem es den Ereignishorizont überquert, verdunstet das Schwarze Loch selbst.

Wo liege ich hier falsch?

Antworten (10)

In der Tat haben Sie einen Fehler gemacht: Der einfallende Beobachter sieht nicht, wie das äußere Universum "beschleunigt". Schau dir an, was in einem Raum-Zeit-Diagramm passiert. An dem Raumzeitpunkt, an dem Ihr Astronaut den Horizont passiert, kann er nur sehen, was sich in seinem vergangenen Lichtkegel befindet, und das ist das Universum nur zu frühen Zeiten. Es sind die Signale, die er zurücksendet (oder versucht), die Außenwelt nur zu unendlichen Zeiten zu erreichen.

Somit sieht der beobachtende Astronaut sein Schwarzes Loch so, wie es ist, lange bevor eine Verdunstung einsetzt, also ist sein Schwarzes Loch immer noch da. Abgesehen von einigen anderen Quantenproblemen, bei denen Meinungen nicht vollständig geklärt sind und vielleicht sogar unsere derzeit verwendete Sprache unangemessen sein könnte, fährt der Beobachter einfach fort, und zwar in einer begrenzten Zeit, sehr schnell, es sei denn, das Schwarze Loch war mehr als Millionen Mal schwerer als die Sonne, wird er von der zentralen Singularität getötet.

In einem Schwarzen Loch mit hohem Drehimpuls (Kerr-Schwarzes Loch) nimmt die Singularität die Form eines Rings entlang des Äquators an, und der Astronaut könnte versuchen, sicher daran vorbeizusegeln, und er könnte dort in ein fremdes neues Universum eintreten er kann ein schwarzes Loch mit negativer Masse hinterlassen oder auch nicht, wenn ihn nicht Trümmer von anderen Objekten, die später hineinfallen , töten würden, bevor dies geschieht, und während er versucht, einen zweiten Horizont zu passieren, wird er wegen dieses zweiten Horizonts getötet ist instabil.

Das Schwarze Loch, das der Astronaut im neuen Universum hinterlässt, ist keine negative Masse, es ist das gleiche wie das ursprüngliche Schwarze Loch, außer dass es manchmal im Drehimpulssinn reflektiert wird (je nachdem, wie Sie die Ausdehnung koordinieren). Außerdem gibt es eine "unendliche Beschleunigung" für das äußere Universum am Cauchy-Horizont, und dies macht es schwierig, den Cauchy-Horizont zu überqueren. Es ist nicht mehr plausibel, dass der Beobachter in ein anderes Universum geht, da es keinen Informationsverlust gibt. Ich glaube, es kommt einfach im selben Universum heraus.
Ein externer Beobachter sieht das Schwarze Loch in endlicher Zeit verdampfen, aber derselbe Beobachter misst eine unendliche Zeit, bevor das einfallende Teilchen den Ereignishorizont erreicht. Das bedeutet, dass der Beobachter das Schwarze Loch verdampfen sieht, bevor das Teilchen den Ereignishorizont überquert. Stimmt das oder sind meine Annahmen falsch?
@Ron und Killercam: Entschuldigung, Sie haben es beide falsch verstanden: Im Penrose-Diagramm gibt es mehrere Stellen, an denen Sie hoffen könnten, den zweiten Horizont zu überqueren r → + oder − ∞ . Das negative r Wahl wird Sie in einem schwarzen Loch mit negativer Masse landen. Aber wir sind uns einig, dass dieser Horizont instabil ist und den Astronauten töten wird.
@John, Sie haben Recht, aber nur im formalen Sinne: Das einfallende Teilchen nähert sich dem Horizont so schnell und die Verdunstung ist so langsam, dass der externe Beobachter die Signale, die er empfängt, nicht von der Hawking-Strahlung unterscheiden kann . Die Signale des Teilchens verschieben sich viel zu schnell nach rot.
@G.'tHooft: Ich liege nicht falsch, ich habe es richtig verstanden. Ich habe es selbst gemacht, und ich habe keinen Zweifel. Ich bin nicht der Meinung , dass der Cauchy-Horizont instabil ist, dies ist Penroses Propaganda und wird nicht durch detaillierte Berechnungen gestützt. Die Metrik hat im schlimmsten Fall eine Blattdiskontinuität, es gibt keinen Grund, warum Sie dies nicht bestehen können. Der zweite Horizont wird entweder in positivem oder negativem t überquert ( t ist die raumähnliche Koordinate, nicht r), und deshalb sagte ich, das Schwarze Loch habe einen entgegengesetzten Spin (aber das hängt davon ab, wie Sie die äußeren Regionen koordinieren). Es gibt nirgendwo ein Schwarzes Loch mit negativer Masse .
@G.'tHooft: Da Sie Autorität haben, hilft es, wenn Sie zugeben, wenn Sie falsch liegen, und es nicht ungelöst lassen. Die Masse wird aus der Metrik im Unendlichen definiert, und es gibt keinen äußeren Bereich, in dem die Schwerkraft abstoßend ist, die äußeren Bereiche sind alle gleich. Bitte wiederholen Sie keine falschen Dinge --- Sie können sie durch Bearbeiten beheben. Ich wiederhole: Es gibt nirgendwo in der erweiterten Lösung ein schwarzes Loch mit negativer Masse , das ist falsch, falsch, falsch, zum Wohle von Menschen, die leicht von Autoritäten beeinflusst werden können.
Ich sagte, dass der ZWEITE Horizont instabil ist. Es bedeutet wirklich, dass Objekte, die lange nach dem Betrachter selbst einfallen, ihm mit unendlicher Blauverschiebung in die Quere kommen. Es gibt auch ein Problem mit einfallenden Objekten im neuen Universum, wo Ihr Beobachter das bh verlassen hat. Aber ich dachte, da wären wir uns einig. Was Sie falsch gemacht haben, war, dass Sie nicht bemerkt haben, dass der Beobachter im Kerr-Fall, abgesehen von den Problemen mit dem zweiten Horizont, in zwei Richtungen aussteigen kann: r → ± ∞ . Die negative r-Richtung entspricht der negativen Masse BH. Schauen Sie sich einfach die Equs für Metrik und das Penrose-Diagramm an.
Die Metrik enthält Terme ( 1 − 2 M r ) , also wenn r < 0 man muss ersetzen r = − r ' ,   M = − M ' um die ausgedehnte Region dort zu beschreiben. Bei Kerr sind positives und negatives r glatt verbunden. Die Singularität liegt nur entlang des Äquators. Wir haben eine andere Pathologie in dieser Region: Es gibt eine Region mit geschlossenen zeitähnlichen Kurven. Sehen Sie sich einfach den vollständigen metrischen Ausdruck genau an. Wo ist das jetzt falsch falsch falsch?
@Ron Ich fürchte, Sie haben noch mehr falsche Dinge gesagt: Sie "glauben", dass der Beobachter im selben Universum herauskommt. Aber wie wird er (es) aussehen? Sehr wahrscheinlich wird der Beobachter von den anderen Bewohnern seines (ehemaligen) Universums nicht bemerkt, da er sich in Hawking-Strahlung verwandelt hat. Alle modernen Theorien besagen, dass das Beste, was er tun könnte, darin besteht, den Hawking-Partikeln desselben BH, in das er eingetreten ist, einige subtile Wendungen zu geben. Er (es) verwandelte sich in einen Geist.
Und dann, sorry, aber die Position eines Horizonts ist eine Funktion der r variabel, nicht t , also wirst du, nachdem du diesen zweiten Horizont passiert hast, ins Negative eintreten r Regime. Die Koordinaten r und t tauschen sich in dem Sinne aus, dass zwischen den beiden Horizonten t wird raumartig und r zeitgemäß. Aber bekommt der BH einen entgegengesetzten Spin? Bitte denken Sie nach: Wie haben Sie die Drehrichtung definiert, in welchen Koordinaten? Die Anweisung ist leer.
@G.'tHooft: Ich habe nichts falsch gemacht , die Metrik ist in allen Blättern gleich und es gibt keinen Bereich mit "negativer Masse", da die Masse asymptotisch definiert ist. Ich weiß, was "aktuelle Theorien" sagen, ich denke, sie sind falsch (AdS/CFT hat es richtig, aber niemand hat es wegen der Schwierigkeit bemerkt, das klassische Limit zu nehmen). Bei extremal oder nahezu extremal geladenen/rotierenden Schwarzen Löchern kommen Sie kalt heraus, nicht thermalisiert. Hier ist eine Beschreibung der Idee: physical.stackexchange.com/questions/35506/… .
Sie sprachen von rotierenden Schwarzen Löchern. Wenn sie das Negativ nicht drehen r Region durch eine Singularität abgeschlossen ist. Aber wenn die Löcher sich drehen, kommt man dran r < 0 da die Singularität nur am Äquator liegt - muss man eine nördliche oder südliche Route nehmen, auch um die Region mit geschlossenen zeitartigen Kurven zu vermeiden (bei kleinem Negativ r und groß Sünde 2 ⁡ θ . Ich spreche von der Kerr- und Kerr-Newmann-Metrik (notwendig für die Rotation).
Masse ist asymptotisch definiert, ja, aber der Massenterm kommt immer in die Kombination M r , also wann r → − ∞ , wobei der Winkelteil der Metrik als geht r 2 , müssen Sie ersetzen r durch | r | um zu sehen was passiert. So M geht zu − M . Schlagen Sie zum Beispiel die Penrose-Diagramme in Hawking und Ellis nach. Und schauen Sie die Kerr-Metrik nach (zu lang für diese "Kommentare"). Wenn Sie AdS/CFT machen, machen Sie Quanten und vermeiden Thermalisierung nicht. Nur die klassische Theorie scheint es Ihnen zu erlauben, weiß Gott in welches Universum hinauszukommen.
Ihre Theorie, das Schwarze Loch am Leben zu lassen, wird sich überhaupt nicht halten, es sind wilde Vermutungen, die zu völlig unnötigen Konflikten mit allem führen würden, was wir über Schwarze Löcher wissen. Einfache thermodynamische Argumente sagen uns, dass in der realen Welt nur Hawking-Strahlung aus einem Schwarzen Loch herauskommen kann. Astronauten würden durch gigantische Boltzmann-Exponentiale unterdrückt. Die klassische Geschichte würde Sie in einem anderen Universum herauskommen lassen; Das verstößt gegen jedes thermodynamische Gesetz, also wird es mit hbar nicht einmal dort passieren.
@G.'tHooft Ich weiß, dass dies ein alter Beitrag ist und Sie hier nicht mehr aktiv sind, aber ... als Sie oben zu John Rennie sagten: "Sie haben Recht, aber nur in einem formalen Sinne ...", es scheint den Punkt nicht ganz zu beantworten. Selbst wenn der einfallende Beobachter für den Außenstehenden praktisch unbeobachtbar wird, befinden sie sich technisch immer noch außerhalb des Horizonts und bleiben dies, bis das Loch verdunstet ist. (Richtig?) Formal gibt es also keinen Raumzeitpunkt, an dem der einfallende Beobachter den Horizont passiert, und das Argument in Ihrem Beitrag scheint auf den ersten Blick nicht haltbar zu sein.
@Nathaniel, Was die formale Natur der Frage betrifft, müssen Sie erkennen, dass die Außenwelt sieht, wie sich das ankommende Raumschiff (oder was auch immer) dem Horizont exponentiell nähert, dh jede Mikrosekunde oder so wird seine Entfernung vom Horizont um a verringert Faktor 1/2. Stellen Sie sich vor, was das nach Millionen von Jahren ist, wenn das Schwarze Loch zerfällt. Aber abgesehen davon hast du recht und die Frage ist wichtig. Das heutige Verständnis der Physik auf der Ultrakurzdistanzskala ist ziemlich unvollständig, ganz gleich, was Stringtheoretiker und AdS/CFT-Überlegungen Ihnen zu sagen versuchen. Ich vermute stark, dass ...
... was benötigt wird, ist ein neuer Blick auf Skalentransformationssymmetrie und konforme Symmetrie. Ein Ausweg könnte sein, dass solche Symmetrietransformationen die singuläre Situation mit einem ewig schrumpfenden Beobachter in eine regelmäßige Beschreibung physikalischer Ereignisse verwandeln. Das würde den Widerspruch beseitigen, aber die technischen Details werden nicht verstanden - zumindest nicht von mir. Fragen, die wir beantworten können, beziehen sich auf die mathematische Natur einer bestimmten Raumzeit, wie eine Lösung für Einsteins Gleichungen, aber sobald nach neuen physikalischen Prinzipien gefragt wird, müssen wir sehr vorsichtig sein, was wir sagen
Hier gibt es 3 Arten von Fragen. Erstens, was die Allgemeine Relativitätstheorie über die Geometrie von Raum und Zeit sagt. Die Theorie ist äußerst klar und eindeutig. Wir können alle Fragen zur Wahrnehmung von Raum, Zeit und Singularitäten durch alle möglichen Beobachter beantworten. Sie erhalten die Antworten, indem Sie sich die Gleichungen und ihre Lösungen ansehen. Der einzige Grund, warum ich solche Fragen nicht beantworte, ist, dass ich dafür keine Zeit habe, und Sie können es sowieso selbst herausfinden, ob Ihr Matheverständnis über einem bestimmten Minimum liegt. Zweitens die Frage, ob die Theorie an verschiedenen Stellen richtig ist.
Es gab zahlreiche Beobachtungen, die sehr stark darauf hindeuten, dass ja, die Theorie bis ins kleinste Detail funktioniert, und darüber hinaus wären die Folgen, wenn es auch nur eine geringfügige Abweichung von der Theorie gäbe, enorm und höchst unglaublich (Beobachter könnten ihre Unterschiede unterscheiden Koordinieren Sie den Rahmen von dem anderer, sehen Sie viele Dinge, die nie möglich waren.) Ich bin konservativ, ich glaube nicht an eine Abweichung von der Allgemeinen Relativitätstheorie, Punkt. Aber drittens gibt es noch etwas anderes, und das ist die Quantenmechanik (QM). QM zwingt uns, anders über Raum und Zeit nachzudenken, ...
physikalisch wichtig wird dies jedoch nur bei extrem kleinen Entfernungsskalen (sogar winzig im Vergleich zu allen Teilchenstudien am LHC). In der QM muss der Zustand, den wir „Vakuum“ nennen, sorgfältig definiert werden, und laut QM bezeichnen daher verschiedene Beobachter verschiedene Zustände als ihren „Vakuumzustand“. Das ist ziemlich ernst: Materie verursacht Gravitationsfelder. Gibt es an einem gegebenen Punkt x Materie oder nicht? Wenn Sie technisches Zeug lesen können, empfehle ich Ihnen, arXiv:1601.03447[gr-qc] zu lesen. Es sagt Ihnen, dass, wenn Sie die Quantenzustände eines Schwarzen Lochs wissen wollen, ...
man muss zuerst den für außen nicht sichtbaren innenraum ausschneiden und dann wie bei einer skin-operation die ränder zusammenkleben. Darüber hinaus tauschen Teilchen die Daten über ihre Position mit den Daten über ihre Impulse aus. Es ist alles ziemlich seltsam, ergibt sich aber aus meinen Berechnungen. G. ist H

Nichts ist ungewöhnlich für einen Beobachter, der am Ereignishorizont in ein Schwarzes Loch fällt. Er "schlägt" es nicht. Es wird ohne viel Aufhebens oder Mühe überquert. Als er jedoch immer weiter in das Schwarze Loch fällt, "spaghettifi" ihn die Gezeitengravitation. Ich weiß nicht, was Sie meinen, wenn Sie sagen, dass das externe Universum „unendlich beschleunigt“ wird. In dem Moment, in dem das Teilchen den Ereignishorizont überquert, verdunstet das Schwarze Loch nicht. Der Ereignishorizont ist keine feste physische Barriere. Das Teilchen nähert sich der Singularität, aber GR bricht bei/in der Nähe von Singularitäten zusammen.

Schön, Gordon! +1.
Diese Antwort berücksichtigt nicht die Verdunstung des Schwarzen Lochs und andere in der Frage aufgeworfene Bedenken.
@Anixx: Die Antwort von Gordon ist richtig; Das ist das Paradoxe an der Hawking-Strahlung. Es wird vom hineinfallenden Beobachter nicht beobachtet.
@G. 't Hooft, der versagende Beobachter, kann immer den entfernten Beobachter fragen. Sie irren sich auch: Hawking-Strahlung wird von einem nahen Beobachter nur dann nicht erkannt, wenn der BH-Durchmesser viel größer als die Abmessungen des Beobachters ist, da ihre Wellenlänge etwa dem Durchmesser des BH entspricht.
Es ist ziemlich bemerkenswert, dass zwei theoretische Physiker eine völlig falsche Antwort bestätigen.

Für einige Videos, die simulieren, was Sie sehen würden, wenn Sie in ein Schwarzes Loch fallen, sehen Sie sich Folgendes an:

http://jila.colorado.edu/~ajsh/insidebh/

Das äußere Universum wird für einen inertialen Beobachter, der in das Schwarze Loch fällt, nicht beschleunigt. Schwebt ein Beobachter über den Ereignishorizont, dann scheint die Außenwelt sich zu beschleunigen. Der Beobachter, der in ein Schwarzes Loch fällt, wird innerhalb einer endlichen Zeitspanne die Singularität erreichen. Die Gezeitenkräfte wachsen jedoch enorm und der Beobachter wird auseinandergezogen, bevor er ihn tatsächlich erreicht. Tatsächlich werden Atome und Kerne vorher auseinandergezogen.

Dieses Rätsel ist ein Aspekt des Paradoxons des Informationsverlusts von Schwarzen Löchern, und eine vorgeschlagene Lösung ist das holografische Prinzip und die Komplementarität von Schwarzen Löchern .

Die klassische Ansicht von Schwarzen Löchern ist, dass jedes Objekt, das hineinfällt, seine Weltlinie auf der Singularität beendet, aber ein außenstehender Beobachter sieht dies nie, weil das Objekt am Horizont eingefroren zu sein scheint. Das Paradoxon entsteht, wenn man dies im Lichte der Quantenmechanik betrachtet, die uns sagt, dass das Schwarze Loch aufgrund von Hawking-Strahlung verdampfen kann. Das bedeutet, dass die Informationen über das Objekt als Teil der Bestrahlung zurückgesendet werden müssen.

Das Problem kann nur mit einer Theorie der Quantengravitation gelöst werden, und obwohl unsere Theorien der Quantengravitation unvollständig sind, haben einige Theoretiker einige Prinzipien ausgearbeitet, die bestimmen, wie die Lösung funktionieren könnte. Ein Teil der Lösung ist das holografische Prinzip, das erfordert, dass die Informationen am Ereignishorizont gespeichert werden. Der zweite Teil ist die Komplementarität von Schwarzen Löchern, die besagt, dass das Schicksal des Objekts vom Beobachter abhängt. Für einen Beobachter außerhalb hält das Objekt am Horizont an und gibt seine Energie und Informationen allmählich als Hawking-Strahlung an die Umgebung zurück. Für einen Beobachter, der mit dem Objekt in das Schwarze Loch fällt, ist sein Schicksal ein ganz anderes. das Objekt passiert weiter den Horizont und wird zerstört, wenn es auf die Singularität trifft.

Da sich zwei solche Beobachter niemals treffen und ihre Notizen vergleichen können, gibt es zwischen diesen komplementären Ansichten keinen physikalischen Widerspruch.

Natürlich ist dies eine spekulative Lösung, da sie weit über alles hinausgeht, was wir derzeit experimentell testen können

Die Idee, dass die Beobachter unterschiedliche Ereignisse sehen, widerspricht den Grundprinzipien jeder beteiligten Theorie, und die Idee der Singularitäten widerspricht der kosmischen Zensur. Schauen Sie selbst: Bis der externe Beobachter den fallenden Beobachter zerstört sieht (und Informationen zurückgibt), wird der fallende Beobachter sich selbst auch zerstört finden. Es ist nicht ersichtlich, warum der fallende Beobachter die Informationsrückgabe nicht auf die gleiche Weise wie der entfernte Beobachter beobachten kann, außer dass er dabei zerstört wird.

Was innerhalb des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs passiert, ist bestenfalls eine spekulative Frage. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie ist die anerkannte Gravitationstheorie. Demnach können wir keine Informationen von einem Objekt erhalten, das durch den Ereignishorizont gefallen ist. Daher werden alle Antworten, die Sie erhalten, stark durch die Tatsache eingeschränkt, dass ein solches Experiment noch nie durchgeführt wurde und wir wahrscheinlich niemals eines durchführen werden.

Aktuelle astronomische Beobachtungen des Zentrums der Galaxie deuten darauf hin, dass Einsteins GR ziemlich nahe am Ereignishorizont gut funktioniert. Aber GR explodiert bei der Singularität, so dass seine Vorhersagen dort bestenfalls verdächtig sind.

Es scheint, dass die einzige Möglichkeit, Informationen über diese Singularität zu erhalten, darin besteht, in ein schwarzes Loch zu springen. Sie können Ihren Freunden keine Informationen zurückgeben, aber vielleicht finden Sie es selbst heraus. Andererseits könnten Gezeiteneffekte Sie töten, bevor Sie nah genug herankommen.

Der innere Zustand wird für Quantenschwarze Löcher wichtig. Der Horizont wird unsicher, was die äußeren Zustände (holografische Felder am Horizont usw.) in eine gewisse Überlagerung mit den inneren Zuständen bringt. Wenn man also ein Qubit an einem Quantenschwarzen Loch misst, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass es sich um einen inneren Zustand handelt. Für ein astronomisches Schwarzes Loch ist klar, dass nichts über das Innere festgestellt werden kann und die Quantenmechanik FAPP außer Kraft setzt.

Es scheint, dass der Bereich jenseits des Ereignishorizonts vom Rest des Universums getrennt ist. Wenn dies der Fall ist, müssen wir uns umfassendere Fragen stellen wie: Wird es überhaupt von denselben Gesetzen regiert? Abgesehen davon ist die Singularität jedoch nicht unbedingt ein reales Objekt, sondern einfach der Ausdruck, dass GR keine Informationen darüber geben kann, was mit der Raumzeit im Zentrum eines Schwarzen Lochs passiert. Wir sollten weiter die Frage stellen, ob wir jemals eine wirkliche Theorie darüber haben können, was im Inneren des Schwarzen Lochs vor sich geht. Wir könnten einige Gleichungen modellieren, aber welcher Beobachter wäre in der Lage, sie zu testen? Es sei denn, der Bereich ist nicht getrennt, in diesem Fall müssen wir GR erneut untersuchen. Änderungen an GR könnten die Definition dessen, was ein Schwarzes Loch ist, ändern!!!! Um den scheinbaren Konsens umzuformulieren: Niemand weiß es + es scheint, wir wissen es nicht

In der Allgemeinen Relativitätstheorie (anders als in der Speziellen Relativitätstheorie, wo Zeit-Raum universell gemacht werden kann) gibt es kein Konzept des universellen Zeit-Raums, daher haben allgemeine Beobachter Beobachtungen, die stark von den Raum-Zeit-Standorten der Beobachter abhängen. Zwei räumlich getrennte Beobachter können dieselben Phänomene mit erstaunlich unterschiedlichen Ergebnissen beobachten. Der Beobachter, der in Richtung des Ereignishorizonts fällt, wird feststellen, dass er auf den Ereignishorizont zurast, ihn dann erreicht und in das Schwarze Loch fällt. Der Beobachter, der sich in sicherer Entfernung vom Schwarzen Loch befindet, wird sehen, dass eine Person, die in Richtung des Ereignishorizonts gefallen ist, schließlich langsamer wird, wenn sie den Ereignishorizont erreicht, und dort anhält, ohne den Ereignishorizont für Milliarden und Billionen von Jahren zu erreichen (laut zu seiner Uhr).

Vielleicht bringt die folgende Beschreibung der gesamten Reise des Teilchens Klarheit.

Wenn ein Teilchen radial auf den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs fällt, vergeht die Zeit je nach Referenzrahmen, von dem aus es gemessen wird, unterschiedlich, da Schwerkraft und Bewegung den Zeitablauf beeinflussen.

Eine erste Integralgleichung, abgeleitet von der Schwarzschild-Metrik, ermöglicht die Berechnung des Koordinatenzeitverlaufs, wie er vom entfernten Beobachter erlebt wird. Eine zweite Integralgleichung, abgeleitet von der Schwarzschild-Metrik, ermöglicht die Berechnung des Ablaufs der Ortszeit, wie sie das Teilchen erfährt. Solange sich das Teilchen außerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs befindet, sind sowohl die Integranden definiert als auch die Integranden vollkommen brav. So lässt sich die Reise des Teilchens bis zum Ereignishorizont mit Sicherheit verfolgen.

Je näher das fallende Teilchen dem Ereignishorizont kommt, desto schneller vergeht die Zeit, gemessen in Ortszeit, als die Reise, gemessen in Koordinatenzeit, aufgrund der relativistischen Effekte von Bewegung und Schwerkraft.

Da die Geschwindigkeit gleich der Distanz dividiert durch die Zeit ist, gibt es eine unterschiedliche Wahrnehmung der Geschwindigkeit, je nachdem, ob der entfernte Beobachter oder das Teilchen Messungen durchführt. Für jeden erreichten Ort denkt das Teilchen, dass es schnell dort angekommen ist, also denkt es, dass es schnell geht. Der entfernte Beobachter denkt, dass er langsamer dort angekommen ist, also denkt er, dass das Teilchen langsamer wird. Das Teilchen kommt am selben Ort an, es gibt nur eine andere Wahrnehmung der Zeit, die es gedauert hat, um an den Ort zu gelangen.

Diese Wahrnehmung der Geschwindigkeitsverlangsamung aus der Perspektive des entfernten Beobachters setzt sich fort, bis die Vorwärtsbewegung des Teilchens sehr langsam zu sein scheint. Tatsächlich so langsam, dass nach etwa 10^60 Jahren, wenn das Schwarze Loch verdunstet, die Reise des Teilchens an einem Ort endet, der außerhalb des Ereignishorizonts des Schwarzen Lochs liegt.

Nun, nach der Wahrnehmung des Partikels ging es ziemlich schnell, als es die Endposition erreichte. Es raste mit hoher Geschwindigkeit dahin, als das Schwarze Loch plötzlich verdampfte.

Dies ist das Szenario aus den Berechnungen der aus der Schwarzschild-Metrik abgeleiteten Integrale. Die Integrale verhalten sich vollkommen gut, sodass keine speziellen Koordinaten verwendet werden müssen. Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie sollte jedoch die von jedem Bezugssystem aus berechnete Reise dasselbe Ergebnis liefern.

Wenn Sie eine strengere Erklärung wünschen, lesen Sie meinen Artikel: Weller D. „Fünf Irrtümer, mit denen schwarze Löcher mit Einsteins relativistischer Raumzeit in Verbindung gebracht wurden.“ Progress in Physics, 2011, v. 1, 93.
+1, um die ungerechtfertigte Ablehnung abzubrechen.

Ich glaube nicht, dass es hier überhaupt ein echtes Paradoxon gibt. Der verwirrende Faktor ist unsere Fixierung auf die Zeit als Maß. Die richtige Zeit ist das Maß und der Prädiktor für lokale Ereignisse, aber es sind die Ereignisse selbst, die Vorrang haben müssen. Betrachten Sie Taktimpulse, die von außerhalb des Lochs kommen: Es spielt keine Rolle, wann der fallende Beobachter* sie empfängt, sondern nur wo er sich zu dem Zeitpunkt befindet, an dem er sie empfängt: und das ist außerhalb des Ereignishorizonts. Die Eigenzeit "schreitet" nicht bis zu dem Punkt fort, an dem der Beobachter das Schwarze Loch durchdringt. Ende des Streits, denke ich.
Modelle in der Eigenzeit enthalten den Trugschluss, dass die Eigenzeit über das Durchdringen des Horizonts hinaus fortschreitet.

Es gibt viele andere Irrtümer in den obigen Argumenten. Wählen Sie einen der ungeheuerlicheren: Die Tatsache, dass der empfangene Lichtkegel schmal ist, schränkt die Orte, von denen Sie Licht erreichen kann, in keiner Weise ein. Sehen Sie sich das Strahlendiagramm für die Welt außerhalb des Teiches aus der Fischperspektive als einfaches (und vielleicht überraschend relevantes) Beispiel an

*Aus Mangel an einem besseren Wort

Ich glaube, das Problem ist, dass externe Informationen aus der Unendlichkeit Schwierigkeiten haben werden, das einfallende Objekt einzuholen, dh die Lichtkegel werden sich nicht schneiden. Ich habe gesehen, dass dies detailliert beantwortet wurde, basierend auf einem einfallenden Objekt, das den Ereignishorizont überschritten hat, aber da dies nicht passieren kann, hat die Person, die die Frage beantwortet, das Problem zu sehr vereinfacht. Man sollte in der Lage sein, sich dem Ereignishorizont zu nähern und dann zu versuchen, davon wegzubeschleunigen, aber sie riskieren, durch die Anhäufung aller einfallenden kosmischen Strahlen aus der Unendlichkeit aufgelöst zu werden.

Erreicht irgendein Teilchen jemals irgendeine Singularität innerhalb des Schwarzen Lochs?
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