Comments 65
могут образовывать чёрные дыры без сингулярности в центре!
Черная дыра без сингулярности, это как черная дыра с сингулярностью, только без сингулярности.
Иными словами, это горизонт событий, но такой, который охватывает звезду, а не создаётся ею.
Если гало экранирует излучение объекта, и поэтому излучение этого объекта не видно снаружи, то это не горизонт событий. Хотя если взять это в кавычки, то да, это “горизонт событий”. Но зачем?
Он говорит о том, что описание внутреннего пространства чёрной дыры не обязательно выходит за пределы возможностей физики.
Не все что выглядит как черная дыра, это на самом деле черная дыра. Но если мы не даем строгого определения что такое черная дыра, тогда черная дыра - это все что выглядит как черная дыра.
Некоторые из объектов которые считаются черными дырами, возможно являются нейтронными звездами окруженными гало. Перестают ли они из-за этого быть черными дырами?
Авторы не утверждают, что описывают реальный объект. Это скорее мысленный эксперимент с математическим наполнением.
Это просто шарик звезды не поместился в сливное отверстие чёрной дыры и закупорил собой слив. Нужно срочно вызывать сантехника для прочистки. Теоретического сантехника, разумеется.
Я не утверждаю что описываю реальную физику. Это скорее мысленный эксперимент для аналогии.
/s
Если гало экранирует излучение объекта, и поэтому излучение этого объекта не видно снаружи, то это не горизонт событий. Хотя если взять это в кавычки, то да, это “горизонт событий”. Но зачем?
Вообще это вполне себе “настоящий” горизонт событий. Тёмная материя - ничего экранировать не может. С ЭМ полем она вообще не взаимодействует, а масса у неё положительная.
Там больше в другом вопрос - а сможет ли при таких приливных силах нейтронаая звезда вообще существовать? Не растащит ли её приливными силами в звезду обычную (с соответсвующим бабахом)?
Но если мы не даем строгого определения что такое черная дыра
Ну почему же не даём? Вполне себе даём. ЧД - это такая ограниченная область пространства в которой ваше будущее никогда ни при каких условиях эту область пространства не покинет - ваш световой конус весь в нутре неё.
Причём если не в центр - нейтронную звезду вполне себе можно засунуть и в “обычную” ЧД с сингулярностью. Но там немного уравнения могут “ломаться” (т.е. нет аналитического решения задачи).
а сможет ли при таких приливных силах нейтронаая звезда вообще существовать?
гало большей частью снаружи, т.е. собственно на НЗ особенно не влияет. А без гало и внешнего горизонта НЗ вполне существуют. Другой вопрос, что твёрдым она может быть только возле полюсов, а на экваторе приливные и гравимагнитные силы такие, что даже существование атомов под вопросом и зависит от скорости вращения НЗ.
ЧД - это такая ограниченная область пространства в которой ваше будущее никогда ни при каких условиях эту область пространства не покинет
Вы описали эффект в пространстве. Но сначала был предсказан объект. А уже затем был предсказан эффект, который этот объект создает в пространстве. Соответственно, в полное определение ЧД должно входить описание объекта. ЧД - это “объект” + “эффект который этот объект создает в пространстве”. На момент изобретения ЧД, единственным объектом способным создать подобный эффект была сингулярность, которая образовалась после коллапса массивного объекта. Если выбросить сингулярность, то пропадает основа для предсказания эффекта.
Причём если не в центр - нейтронную звезду вполне себе можно засунуть и в “обычную” ЧД с сингулярностью.
Она по прежнему будет звездой, не оказавшись при этом за пределами радиуса Шварцшильда?
Тёмная материя - ничего экранировать не может.
Гало есть. Значит материя не темная.
Засунуть можно что угодно куда угодно, вопрос только в том, как быстро это размажет приливными силами
Понятно
Идея не новая. Была скажем модель сверхмассивной ЧД им. Смолина, когда 10 млрд нейтронных звёзд собираются на расстоянии в 1 млн км друг от друга (для них с радиусами порядка 10 км это очень много). Так вот, совокупным притяжением они создадут горизонт ЧД вокруг себя, но внутри им будет норм
Но там сингулярность всё равно будет же, просто не сразу. Все эти звёзды упадут друг на друга.
С чего бы им падать? Будут вращаться вокруг центра масс как и всегда. Гравитационные волны уносят энергию медленно, может хватить до конца жизни вселенной.
Ну как медленно... если они будут сливаться - там до 10% массы вроде бы в гравитационные волны уходит?
А если не будут? Просто вращаются по стабильным орбитам. Масса чуть меньше критической.
Прилетает камень побольше или еще что и масса становится больше критической и черная дыра образуется. А звезды продолжают вращаться по стабильным орбитам.
Если они внутри ЧД - то звёзды не могут двигаться в направлении горизонта событий, т.е. никаких “восходящих” ветвей элептических орбит. Только “вниз”. А чисто по круговым - система будет неустойчивой.
При таких искривлениях пространства-времени Кеплер махает рукой и гордо удаляется!
Почему не могут? Почему махает?
Потому что так устроен мир внутри “обычной” чёрной дыры. Куда вы не летели - вы летите в центр. В вашем будущем неизбежная сингулярность. Обычный коллапс обычной звезды тоже не мгновенно все атомы в сингулярность запихивает.
А махает - потому что: помните аномалию прецесии Меркурия? Так вот в условиях ЧД - это аномалия вымахивает до таких размеров, что уже обычная орбита становится аномалией.
Он точно так устроен? Как вы об этом узнали?
Не летели они в центр. Они спокойно вращались по стабильным орбитам. И продолжают вращаться, нет ничего что их импульс изменит.
Меркурию аномалия вообще не мешает стабильно вращаться. Вот и тут не будет. Цифры подогнать немного надо, но ничего этакого.
Да точно. В умных книжках прочитал
Они не могли спокойно вращаться по стабильным орбитам в условиях постоянно перекочеврёжившегося под действием их суммарной гравитации пространства-времени. Там простое GMm/R^2 уже не работает. Т.е. там стабильных орбит не будет и до образования ЧД. 10млрд звёзд - это дофига. Это очень дофига. И закон сохранения импульса в условиях ЧД тоже - так себе работает.
Мешает. очень-очень слабо, но мешает. Там, правда, Солнце быстрее “упадёт” на Меркурий, чем Меркурий на Солнце, но всё же - мешает.
А авторы умных книжек как это узнали?
Почему не могли? Что им помешает? Берём достаточно большую черную дыру и считаем что оно все подальше от края. Там ничего этакого может и не быть. Физика ломается только на границе.
Так вращается же. Стабильно. Долго по астрономическим меркам. Никуда не падает.
Посчитали.
Искривление пространства времени помешает. Физика там “ломается” внутри полностью. Там ниже подробнее расписали. Но и до образования горизонта - там такие искривления будут, что хрен посчитаешь-предскажешь кто кого куда тянет.
Падает. Очень медленно падает. Причём даже без ОТО, на чистом Ньютоне падает - из-за того что создаёт приливную волну на Солнце. Но Энштейн там тоже щепочки в колёса орбитального движения подкидывает.
Как посчитали? Откуда исходное состояние взяли? Каких оно было?
Физика ломается только на границе. Про то что внутри мы ничего не знаем, но мы не знаем ничего что говорило бы о том что она будет другой.
Ну вот Меркурий. Отлично вращается. Никуда не падает долгое время.
Физика ломается только на границе
Как раз на границе ничего не ломается. Точнее, ломается только для бесконечно удалённого наблюдателя, на которого всем пофиг. Для местных (ну, находящихся близко к ЧД) никакого горизонта нет, метрика гладкая, и вообще их больше волнует живительный рентген и спагеттификация.
Это заметил ещё товарищ Крускал в шестьдесят лохматом. И показал, что переход в систему отсчета местного наблюдателя, точнее, в конкретно предложенные им координаты Крускала, эффективно убирает все вот эти "ломается" на горизонте событий.
Потому что любой объект имеющий массу обязан двигаться вперед в будущее, а под горизонтом событий, согласно ОТО, временная координата t и пространственная r меняются местами. И теперь требование "двигаться вперед во времени" означает двигаться в сторону уменьшения r. Поэтому любое движение с увеличением r запрещено, все световые конусы теперь смотрят внутрь, в этом же и суть того что из ЧД ничто не может вылететь. И в этом главная проблема материи внутри ЧД - какая бы там ни была форма материи, ее внутренние слои не могут взаимодействовать со внешними, т.е. давление невозможно в принципе. Это согласно ОТО, если она там отключается - другой вопрос.
Откуда вы эту дичь взяли?
Оно технически так не может. Физика так не работает.
Ну поменяются, мнимой и однонаправленной станет координата условно y, а t станет обычной действительной, с возможностью движения в обе стороны (во вращающихся ЧД это возможно). Обычный поворот осей на 90i градусов.
В статике это соответствовало бы сжимающейся вселенной Фридмана. Но кто говорит про статику? Такая ЧД будет пылесосить пространство и расти дальше.
При таком соотношении радиусов и расстояний между звёздами шансов упасть друг на друга у них почти нет. Только если случайное лобовое столкновение. Будут носиться мимо друг друга на очень солидных скоростях
В центре ЧД находится квантовый горизонт в виде тора. Квантовый радиус тора связан с радиусом Шварцшильда уравнением R_qh^3=r_S*l_P^2
Проверяли? Лично?) Или это столетней тухлости решение для сферического коня в вакууме?)
Проверил лично на данных LIGO/Virgo O4a/O4b, а также нескольких АЯГ. И этому решению всего несколько месяцев от роду. И оно чисто аналитическое.
Крайне интересная концепция. Можно подробнее?
Здравствуйте! C удовольствием! Я не знаю, пройдет ли тут ссылка, теоретическая работа представлена здесь: https://zenodo.org/records/21072611 Если вкратце, то исходная идея заключается в том, что любая операциональная метрика в ЧД становится неприменима задолго до сингулярности и планковского масштаба. И я нашел 6 критериев, в том числе и инвариантный критерий Вейля. Оказалось, что 4 из них полностью совпали алгебраически, а два отличаются на коэффициент порядка единицы. И этот квантовый радиус, соотносится с макро радиусом Шварцшильда через соотношение R_qh^3 = r_S*l_P^2. И из этого соотношения после генерализации на Керровскую ЧД возникает практически само собой алгебраическое ядро квантовой гравитации, закрывающее практически все вопросы, включая конечную плотность, энтропию Бекенштейна-Хокинга, три измерения пространства, природу и связь массы и геометрии пространства и т.д. Основные предсказания теории, например, эхо от обоих горизонтов (квантового и Шварцшильда) и невозможность поглощения информации черной дырой я проверил в 9 практических работах. ЧД оказывается, полностью информационно развязана. За горизонт событий попадает лишь масса без информации. Вся информация остается снаружи, распределяясь на остатках массы/энергии, а также на узлах пространства. И да, материя и пространство это разные режимы одного и того же графа. Квантовая гравитация оказывается на фундаментальном уровне следствием двухпроекционного графа попарных корреляций, в котором узлы несут смысл массы, а ребра - информации/геометрии. И вселенная образуется как двойная проекционная голограмма с тороидального квантового горизонта, далее через горизонт Шварцшильда в исполняемую вселенную, проходя цепочку r_Sl_P^2 -> r_S^2l_P -> r_S^4/l_P, т.е. ЧД, таким образом, образует собственное эмерджентное трехмерное пространство. Ну и время в ней возникает вследствие испарения Хокинга, которое вызывает монотонную перестройку графа вследствие убывания его узлов. Граф при этом способен эволюционировать в сторону упорядочивания, поскольку ЧД являются изоляторами энтропии и, соответственно, катализаторами эволюции графа. Сам механизм образования Вселенной представлен: https://zenodo.org/records/20351700
могут образовывать чёрные дыры без сингулярности в центре
Откуда идея, что в центре есть сингулярность? Если мы считаем, что материя занимает ненулевой объем, то в центре черной дыры гравитация 0, так как окружающая материя тянет одинаково во все стороны.
"гравитация 0", зато давление бесконечно. См. https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_Бухдаля
Количество частиц, составляющих черную дыру, конечно, значит и давление должно быть конечно.
Чёрная дыра — это вакуумное решение, частиц там может вообще не быть.
А сингулярность там прежде всего в том смысле, что в ней мировые линии обрываются. То есть любая материя упавшая в дыру конечное время существует, а потом получается бессмыслица: она не движется и не покоится, мировая линия обрывается и что это значит мы не знаем.
Почему вакуумное? Частицы там есть и создают гравитацию.
Смысл сигнулярности в том, что она подразумевает бесконечные значения, в первую очередь гравитацию. Мой вопрос был в том, почему говорят, что она в центре, когда в центре гравитация должна быть 0.
Потому что вакуумное. Это сферически-симметричное решение уравнений ОТО в отсутствии всякой материи. Никаких создающих гравитацию частиц там нет.
В центре скалярная кривизна стремится к бесконечности. И плевать она хотела на то, что там по вашему мнению должно быть.
Никаких создающих гравитацию частиц там нет.
Куда ж они девались-то?) Была нейтронная звезда, потом она превратилась в черную дыру. Куда исчезли все ее частицы?
Частицы упали в сингулярность. Они играют роль в процессе образования чёрной дыры, но после образования они уже ни на что не влияют.
Но звезды (кстати, одиночные нейтронные звёзды в чёрные дыры не превращаются) могло и вообще не быть. Чёрная дыра может образоваться в месте столкновения гравитационных волн. Теории квантовой гравитации могут давать и иные пути образования чёрных дыр. Наконец, если говорить о чистой теории, чёрная дыра может быть просто “вечной” — то есть существовать с начала времён.
“упали в сингулярность” выглядит как “магически исчезли”.
- зато давление бесконечно
- Никаких создающих гравитацию частиц там нет.
Тогда и бесконечного давления там нет. Я отвечал на комментарий, где давление подразумевается.
Чёрная дыра может образоваться в месте столкновения гравитационных волн.
Если мы колебание электромагнитного поля считаем частицей, то и колебание гравитационного надо считать частицей. Они переносят энергию и могут притягиваться. А вы говорите нету.
В ОТО давление само по себе является источником гравитации, безотносительно массы. "Гравитация от массы" в самом центре будет 0, а вот от бесконечного давления - бесконечной.
Сингулярность не столько в геометрическом центре, сколько в бесконечном будущем в этом самом центре. Т.е. с “внешней точки зрения” коллапс длиться бесконечное время и всё что попадает под горизонт - просто присоединяется к этому бесконечному коллапсу.
Для участников коллапса - он уже продлится конечное время, но всё равно падать они будут не на какую-то “волшебную сингулярность”, а именно что сжиматься вместе со всем в точку, в которой пока ещё сингулярности нет (но будет, когда все сожмуться).
Математикам просто нечем заняться вот и деплоят нейтронные звезды внутрь горизонтов событий чисто на бумаге. Пока не научимся туда зонды закидывать, это все гадание на кофейной гуще
Попав туда, и даже выжив там, к сожалению зонд никакой информации передать не сможет - любое излучение будет поглощаться перед выходом на горизонт событий. Для нас зонд просто пропадёт там. Иначе бы такая дыра не называлась чёрной.
нет конечно, выйти из-под горизонта не могут только тела, движущиеся по геодезическим, т.е. по инерции. Зонд с двигателем или допустим "верёвкой" (скажем, в виде мощного электростатического поля от массивной "матки" снаружи) теоретически выйти вполне может. Это, конечно, будет стоить рабочего тела и энергии, но теоретически...
Нет - верёвкой вытянуть невозможно: там получаются бесконечные силы натяжения. С реактивной силой вроде кажется что можно - но там тоже бесконечные силы прут и соответвенно потребность в бесконечных запасах топлива.
Энергию можно сбрасывать снаружи, например лучом лазера или пучком протонов (сильно сложнее). Если угадать с углом, то можно просто зеркалом отражать без всяких двигателей.
Бесконечных сил там нет, по крайней мере в сопутствующей системе зонда.
Насчёт верёвки я не зря оговорился про электростатику. Этот финт прямо входит в уравнение образования горизонта событий (M² > q² + a²).
В-общем, вопрос не в инженерной реализации, а в теоретической возможности. Хотя бы выпрыгнуть на какое-то время из-под горизонта и передать данные теоретически возможно.
Хотя бы выпрыгнуть на какое-то время из-под горизонта и передать данные теоретически возможно
Нет. Для этого надо разогнаться выше скорости света.
Просто по определению черной дыры.
В моём определении черная дыра - это область пространства, для которой скорость убегания (вторая космическая) превышает скорость света. Но скорость убегания это не скорость в некоторой системе отсчёта, это, языком космонавтики, дельта-вэ.
Для Земли вторая космическая равна 11,2 км/с, но реально улетающие аппараты ни в какой момент времени не имеют на спидометре цифры "11.2". Более того, тело, убегающее от Земли ровно с такой скоростью плюс атмосферные потери улетит примерно на 1-2 млн км от Земли и там относительно Земли остановится ("спидометр" покажет 0).
В случае с ЧД ничего не мешает теоретически набрать дельту-вэ больше скорости света, особенно если вы "нырнули" уже с околосветовой скоростью (а в процессе падения в ЧД вы её неизбежно наберёте)
Да, я знаю, 50 лет застывшего на ландавшице и мизнер-торн-уиллере научпопа не проходят даром, из одного источника в другой перетекает индоктринация одних и тех же заблуждений (ну ок, не заблуждений, а выводов из статических решений для сферических коней в вакууме. Не принижаю заслуги гениев прошлого, только лишь с карандашом и тетрадкой другие получить невозможно).
Читайте статьи от той же Лиго, они всё это обсчитывают и потом к каждому зарегистрированному сигналу выпускают пояснение, что именно и почему они посчитали, какая из десятка моделей лучше всего согласуется с конкретно этими данными, и откуда они взяли оценки масс слившихся объектов. Одно только перечисление всяких странных звезд (буквально, strange stars, это кварковые звёзды с примерно 1/3 странных кварков) и экзотических сверхновых расширяет сознание интересующегося любителя.
К сожалению невозможно. Горизонт событий - это не линия физического тела, не граница между плотностью среды, это даже не наличие/отсутствие гравитации, это нечто, через что уже невозможно вернуться обратно, билет в один конец. Любая энергия или масса, попадающая в чёрную дыру, уже не возвращается оттуда никоим образом. Ваши попытки послать туда энергию будут безуспешными - всё будет поглощено. Представьте это как бездонный слив в канализацию, а вы пытаетесь залить сливное отверстие из мощного шланга, чтобы то что там болтается выплыло наружу, хотя бы до края, чтобы подцепить его потом. Но проблема в том, что отверстие шире шланга и никогда не заполнится до краёв, сколько бы и чего вы бы туда ни лили.
Я знаю ОТО немножечко лучше, чем на уровне "канализации". С точки зрения удалённого наблюдателя на горизонте ЧД перестают существовать некоторые компоненты тензора кривизны, или, геометрически, при попытке обноса вектора вокруг двух осей вектор никогда не вернётся. Но это всё с точки зрения удалённого наблюдателя.
Для падающего наблюдателя метрика и тензор кривизны остаются гладкими во всех точках. Для сверхмассивных ЧД сам момент пересечения горизонта наблюдатель может не заметить (особенно на фоне беснующейся радиации всех сортов).
Да там и тащить некуда: для падающего зонда просто нет направления “наружу”, “наружу” для него в прошлом. А таких верёвок и двигателей, чтобы они могли тащить тело назад во времени мы ещё не придумали.
Эти мысленные эксперименты такие мысленные! Другими словами – спекулятивные. Берется некая неуловимая как Неуловимый Джо темная материя, которая сама есть фантазия теоретиков, не осиливших причины поведения вещества в галактиках, и на ее основе строится новый уровень таких же умозрительных абстракций. Аналог производных инструментов в финансовой системе (деривативы и т.п.). Позволяет получать финансирование даже не из воздуха (для этого хотя бы воздух нужен), а из ничего, как Творец мира)).
Нарисовали нейтронную звезду, что умудряется еще и ТЕНЬ отбрасывать на Нью-Йорк?
А что? Нетронной звезде можно! Кто ж её запретит?
Тень гипотетическая. Приблизься на такое расстояние нейтронная звезда - никакого Нью-Йорка уже бы не существовало, да и вся планета тоже сомнительно. Вот и получается "Над Нью-Йорком сгустилась тень исчезновения." Художественное описание, проиллюстрированное художником.
Что, если внутри чёрной дыры окажется звезда?