Спросите Итана: может ли материя убежать из-за горизонта событий во время слияния чёрных дыр?

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2017/11/10/ask-ethan-could-matter-escape-the-event-horizon-during-a-black-hole-merger/
  • Перевод

У чёрных дыр должны быть аккреционные диски, с которых в них падает материя, и после пересечения горизонта событий у материи уже не должно быть способа выбраться обратно. Может ли что-то повлиять на этот порядок вещей?

Единожды попав за горизонт событий чёрной дыры, выбраться уже не получится. Нет такой скорости, которая помогла бы выбраться оттуда, для этого не хватит даже скорости света. Но, согласно общей теории относительности, пространство в присутствии массы и энергии искривляется, а слияние чёрных дыр – один из наиболее экстремальных вариантов в природе. Есть ли возможность упасть в ЧД, пересечь горизонт событий, а затем убежать оттуда, пока этот горизонт искажается в результате массивного слияния? Такой вопрос возник у нашего читателя:
Если две ЧД объединятся, возможно ли, чтобы материя, находящаяся внутри горизонта событий одной из ЧД, смогла убежать оттуда? Может ли она убежать и переместиться в другую, более массивную ЧД? А убежать сразу за пределы обоих горизонтов?

Идея, конечно, безумная. Но достаточно ли она безумна, чтобы сработать? Давайте выясним.


Когда время жизни массивной звезды подходит к концу, или при слиянии достаточно массивных останков звёзд, в результате может появиться ЧД. Горизонт событий будет пропорционален её массе, а вокруг неё будет находиться аккреционный диск падающей в неё материи.

Обычно ЧД формируется при коллапсе ядра массивной звезды, происходящем либо после взрыва сверхновой, либо при объединении нейтронных звёзд, или при прямом схлопывании. Насколько мы знаем, каждая ЧД состоит из материи, бывшей ранее частью звезды, поэтому ЧД во многих смыслах – конечная форма звёздных останков. Некоторые ЧД появляются изолированно, иные являются частью двойной системы или даже системы из нескольких звёзд. Со временем ЧД могут не только сблизиться по спирали и слиться, но и поглощать другую материю, падающую внутрь горизонта событий.


В случае шварцшильдовской ЧД падение в неё ведёт к сингулярности и тьме. Неважно, в каком направлении вы будете перемещаться, как сильно ускоряться, и так далее – пересечение горизонта неминуемо ведёт ко встрече с сингулярностью.

Когда что-либо пересекает горизонт событий ЧД снаружи, эта материя оказывается обречена. Всего через несколько секунд она неизбежно встретится с сингулярностью в центре ЧД: в случае не вращающейся ЧД это будет точка, а в случае вращающейся – кольцо. У самой ЧД нет никакой памяти о том, какие в неё упали частицы, и каково было их квантовое состояние. С точки зрения информации остаётся только общая масса, заряд и угловой момент ЧД.


В последние моменты перед слиянием пространство-время вокруг пары ЧД будет искажаться, а материя будет продолжать падать в обе ЧД из окружающего их пространства. Не видно ни одного момента, в который могла бы появиться возможность убежать изнутри горизонта событий наружу.

Тогда можно представит себе ситуацию, когда материя падает в ЧД на последних стадиях слияния, когда ЧД уже готова слиться с другой. Поскольку у ЧД по идее всегда должны быть аккреционные диски, а в межзвёздном пространстве всегда есть летящая куда-нибудь материя, то частицы должны постоянно пересекать горизонт событий. Тут всё понятно, и мы можем рассмотреть частицу, которая только что попала за горизонт событий, в последние моменты перед слиянием.

Может ли она убежать? Может ли она «перепрыгнуть» из одной ЧД в другую? Давайте изучим ситуацию с точки зрения пространства-времени.


Компьютерная симуляция слияния двух ЧД и искажаемого ими пространства-времени. Гравитационные волны испускаются в изобилии, но материя не должна вырваться наружу.

При слиянии двух ЧД само слияние происходит после долгого периода сближения по спирали, во время которого энергия излучается наружу в виде гравитационных волн. Она излучается вплоть до самого последнего момента перед слиянием. Но из-за этого горизонты событий обеих ЧД не сжимаются; эта энергия появляется из-за всё усиливающейся деформации пространства-времени в районе центра масс. Можно представить схожий процесс, в котором бы терялась энергия планеты Меркурий – в результате планета приближалась бы к Солнцу, но от этого свойства Солнца и Меркурия не менялись бы.

Однако в самые последние моменты перед слиянием ЧД горизонты событий начинают искажаться из-за их гравитационного влияния друг на друга. К счастью, специалисты по численным методам теории относительности уже точно подсчитали, как именно это слияние влияет на горизонты событий, и это потрясающе информативный расчёт.



Несмотря на то, что до 5% суммарной массы ЧД до слияния может утечь наружу в виде гравитационных волн, можно заметить, что горизонты событий никогда не сжимаются; между ними появляется связь, они немного искажаются, и потом увеличиваются в объёме. Последний момент важен: если взять две ЧД одинаковой массы, их горизонты событий будут занимать определённый объём. Если слить их и создать одну ЧД двойной массы, то объём, занимаемый горизонтом событий, окажется в четыре раза больше суммарного объёма, который занимали горизонты событий двух ЧД. Масса ЧД прямо пропорциональна её радиусу, а объём пропорционален кубу радиуса.


Мы обнаружили множество ЧД, и у всех у них радиус горизонта событий прямо пропорционален массе. Удвойте массу — удвоится радиус, площадь поверхности горизонта увеличится в четыре раза, а объём – в восемь!

Оказывается, даже если удерживать частицу в неподвижном состоянии внутри ЧД, и сделать так, чтобы она как можно медленнее падала к сингулярности в центре, она всё равно не сможет выбраться из-за горизонта событий. Суммарный объём общего горизонта событий возрастает, а не уменьшается, и вне зависимости от траектории частицы, пересекающей горизонт событий, ей суждено быть навеки проглоченной комбинированной сингулярностью обеих ЧД.

Во многих сценариях столкновений в астрофизике присутствует «выброс» [ejecta], когда материя изнутри объекта вырывается наружу в процессе катаклизма. Но в случае слияния ЧД всё, что было внутри, остаётся внутри; большая часть того, что было снаружи, попадает внутрь; лишь малая часть того, что было снаружи, в принципе может убежать. Если уж что-то упало внутрь, оно обречено, и ничто этого не изменит, чем бы вы ни швырялись в ЧД – даже другой ЧД!

Итан Сигель – астрофизик, популяризатор науки, автор блога Starts With A Bang! Написал книги «За пределами галактики» [Beyond The Galaxy], и «Трекнология: наука Звёздного пути» [Treknology].
Поделиться публикацией
Ой, у вас баннер убежал!

Ну. И что?
Реклама
Комментарии 106
    +12
    Всё-таки, потрясающая способность У Итана Сигеля — вместо простого ответа «нет, вот результаты численного моделирования, даже видео есть» обязательно написать перед этим несколько абзацев совершенно не по делу.
      0
      «Краткость — сестра таланта» — не тот случай.
      –1
      В случае шварцшильдовской ЧД падение в неё ведёт к сингулярности и тьме. Неважно, в каком направлении вы будете перемещаться, как сильно ускоряться, и так далее – пересечение горизонта неминуемо ведёт ко встрече с сингулярностью.

      Не совсем так, ведь внутри ЧД могут иметься стабильные (скорость ниже световой) орбиты вокруг сингулярности. В теории, в случае сверхмассивной ЧД можно спокойно жить, трудиться и работать под горизонтом. Выбраться нельзя, да, но падать в сингулярность вовсе не обязательно.
      Я так понимаю, вторая космическая должна быть больше световой, чтобы улететь, а первая — вполне может быть ниже.
        +2
        ведь внутри ЧД могут иметься стабильные (скорость ниже световой) орбиты вокруг сингулярности
        На сколько понимаю — нет, чтобы сохранять стабильную орбиту ниже горизонта событий нужна скорость выше скорости света.
          0
          Правильно. Под ГС любое движение возможно только к центру (с уменьшением радиуса).
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            +1
            Главный вопрос: в какой системе отсчета?
            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                +3
                В «собственной системе» собственное время никогда не останавливается. На то она и «собственная». Теория относительности говорит об относительности разных систем отсчета. Это основа.
                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                    +3
                    Как раз привязывать к планете бесполезно, иначе процесс опускания меня в ЧД для вас растянется на бесконечно долгое время.

                    Но пересечь ГС можно со скоростью ниже световой, даже не релятивистской. Более того, вся материя, которую чёрные дыры поглощают, попадают в неё со скоростями ниже световой (ибо со световой двигаться не может). Вокруг сверхмассивных ЧД приливные силы вообще практически незаметны, и ничто не предвещает… Сами прикиньте ускорение свободного падения на ГС — никто не гарантирует вам достижения релятивистских скоростей при пересечении.

                      –1
                      Не гарантирует достижение только в том случае, если мы учитываем потерю энергии на излучение. Сначала пробуем учесть грав. излучение (достаточно слабое), но уже на уровне потенциала 3*10^-5 c^2 наши скажем атомы водорода ионизируются и нужно учитывать ЭМ излучение. Можете применить скажем формулу для синхротронного излучения потом — если предположите, по каким траекториям и в каких магнитных полях летит протон или электрон.
                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                          +1
                          Вы говорите несуразицу, не возможно просто взять и телепортироваться где-то у горизонта для минимизации скорости падения, вы будете падать к ней постепенно с огромного расстояния и очень долго.

                          Рассмотрите ЧД как просто шар большой массы для начала. Движение в окрестностях этой массы (в том числе по орбите вокруг неё) можно достоверно описать даже при помощи Ньютоновской механики. ТО здесь лишь добавит относительность показаний часов у разных наблюдателей. Для поддержания орбиты ровно на ГС по определению, мне нужна орбитальная скорость, равная световой, если я буду двигаться медленнее её, я уйду под горизонт.
                          Мне абсолютно не требуется достигать скорости света, чтобы так вот нырнуть. Ваше предположение, что притягиваемое ЧД тело по достижении горизонта событий обязательно достигает скорости света — неверно.
                            0
                            Уточню пару моментов. Если Вы совсем берете механику Ньютона, то у Вас даже СТО нет? Тогда есть грав. радиус, накотором достигается условие v = c (излучением грав. волн мы пренебрегаем, так как без СТО у нас его не будет).
                            Отсюда следует, что при учете любого механизма потери энергии (грав. волны, движение поляризованного газа вызывает ЭМ излучение, у нас уже протон сталкивается с протоном и рождает пару нейтронов и т.д.) дейсьтвительно можно достигнуть горизонта событий при скорсоти меньше световой.
                            Но, в любом случае, моих познаний в ТО не хватает для описания движения тел с релятивистскими скоростями в области существенного изменения метрики (скажем где det g = -1.3 или Tr g = -2.3).
                              0
                              Я всего лишь пытаюсь донести мысль, что мнение, что (см. ниже):
                              … для падающего в ЧД, который при пересечением ГС ОБЯЗАН достигнуть скорости света...

                              является полной чушью.
                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                        +1
                        Еще раз — в моей системе отсчета 1 секунда равна 1 секунде. И ничего более.
                        ТО (любая из них) говорит только о том, чему «моя» секунда будет равна для стороннего наблюдателя, и чему «его» секудна будет равна для меня. И да, они могут быть разными из-за разных скоростей/ускорений.
                        О том как меня будут расстреливать фотоны, какие будут действовать приливные силы и прочее — это никак не связано со временем в моей системе отсчета. Это другая тема про которую вам уже отдельно рассказывают. Для того, чтобы быть спаленным радиацией или быть разорванным приливными силами не обязательно привлекать ТО, кстати. Хватануть радиации можно и на Земле, кстати.
                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                      +1
                      Падать в ЧД можно и медленно, субъективно, для того, кто падает, пересечение ГС проходит в конечный промежуток времени, зато в момент пересечения, он последним взглядом может увидеть grande finale вселенной в отдалённом будущем.
                      Для стороннего наблюдателя, он будет падать вечно, вернее, остановится на ГС, затем длина ЭМ волн, отражающихся от падающего будет сдвигаться в красную сторону, пока он просто не «растворится» (по мере усиления красного смещения).
                        0
                        А вот тут, кстати, интересный вопрос возникает. Если попаданец перед попаданием увидит grande finale Вселенной, то неизбежной составной частью этого finale будет испарение той самой ЧД, в которую он так хочет (или не хочет) попасть, так что попадать оказывается некуда. В предположении сценария тепловой смерти, разумеется.
                          0
                          Испарение ЧД еще та шутка. Но…
                          Если финал это «большой разрыв», то наблюдать как бы и нечего — чего испарилось уже обратно не вернется.
                          Если тепловая смерть или сжатие, то излучение вернется в виде излучения рано или поздно. «Теплого и лампового», т.к. излучение черного тела, если Хокинг не врет. Пока не станет совсем жарко…
                    –1
                    Скорость падающего достигает световой — это вообще без ТО. Можете попробовать честно записать уравнение геодезических для метрики Шварцшильда. Правда вместо скорости Вы получите такие важные компоннеты 4-скорости:
                    u0 = gamma; u1 = v1*gamma (что-то вроде такого, в ОТО это не совсем работает); u2,3.
                    Я тут безразмерные величины взял. В какой-то момент компонента u1 превышает скорость света, ну и за счет сложной траектории активно излучает энергию грав. волн. Правда часть этой энергии может пойти «под горизонт» и это будет интересный случай.
                      0
                      То, что вы знаете, что такое 4-скорость — хорошо. Но всё остальное в комментарии очень плохо.
                    0
                    Стабильные орбиты вокруг ЧД заканчиваются задолго до горизонта событий. На расстоянии 1,5 радиуса ЧД от сингулярности кораблю нужно двигаться со скоростью света, чтобы удержаться на орбите
                      0
                      Не думаю что достоверно известно, какая физика внутри ЧД. Есть ли там вообще сингулярность внутри, или горизонт это все что есть. Не известно как там внутри движется время. А значит не известно как там происходят взаимодействия, и происходят ли вообще. Кругом сплошные нули, бесконечности и скорости света. А это скорее всего значит, что теория не рассчитана на такие условия и просто выплевывает крайние значения.

                      Если например представить ЧД на плоскости. Вот у нас есть шарики конечной массы, они стекаются в одну точку, и в определенный момент рвут резиновое полотно и начинают падать. Если они будут падать с огромной скоростью, то время для них замедлится, а линейные скорости останутся очень мелкими, по сравнению со скоростью падения. И они могут ни когда больше не прореагировать между собой. При этом мы не знаем как ведет себя само пространство внутри ЧД. Может оно внутри ЧД расширяется и расширяется быстрее чем скорость сближения материи. Еще больше уменьшая шанс столкнуться двум частицам.

                      Более того мы даже не знаем, как происходит пересечение горизонта событий. По идее там могут по орбите летать на световых и около световых скоростях и фотоны и массивные частицы. При этом количество фотонов может быть огромным, ведь они по сути зациклены и ни когда не будут излучены. Можно представить что там по сути сфера сверхмощного лазера. Поместить целостное тело под горизонт может быть не возможно например из-за этого.

                      П.С. я не физик и на истинность не претендую. Исключительно мое понимание текущего состояния теорий.
                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                        +2
                        Ну да, а потом окажется, что джет вырывается изнутри ЧДыр, вот хотелось бы посмотреть на лица тех ученых, которые первые это поймут.

                        Джет ведь не из самой ЧД выходит, разве нет?
                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                        –2
                        Наверное точнее было бы говорить про гипотетические модели «черных дыр».
                        В МОДЕЛИ реальности может быть все, что угодно.
                        Поэтому ответ всегда «да».
                        Зачем столько сложностей?
                          +1
                          Вы видели свои уши? Без зеркала/камеры?
                          Если вы не отыгрывали Ван Гога всерьез, то, скорее всего, нет. Но, я полагаю, вы вполне уверены в том, что они есть и даже как они выглядят.
                          Моделей в науке есть много и разных. И есть научный подход, которому следуют, когда говорят о научности какой-то модели. Можете поинтересоваться.
                          ЕМНИП, ЧД на данный момент является неплохо экспериментально подтвержденной теорией. Это почти так же уверенно, как вы уверены в наличие у себя ушей (ну, или отсутствие оных, если вам не повезло).
                          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                              0
                              Вы знаете, наличие у вас ушей, точнее, знание об их существовании, происходит таки из физического взаимодействия с ними. Когда вы родились, вы слышали, но вряд ли понимали, что это из-за наличия ушей. И не потому, что еще соображали плохо. О наличии у вас ушей вы, скорее всего, узнали, когда потрогали их руками или зацепились ими за что-нибудь. То есть, поставили физический эксперимент на их наличие. А так вы будете только знать, что вы слышите, а есть у вас уши или нет, знать не будете.
                              По ЧД пока эксперимент на наличие есть только попытка уловить энергию, исходящую от них в процессе взаимодействия с окружающим пространством и еще поглощение света в виде гравитационной линзы. Насколько знаю, успешные эксперименты по существованию ЧД уже есть. Остальное пока теория.
                            0
                            Возникшая структура сложной формы, прежде чем превратиться в шар, должна как-то врящаться. То есть какие-то области могут выходить из-под горизанта, даже если объем все время растет. В модели эта возможность учитывается?
                              0
                              Это уже другая модель:
                              https://en.wikipedia.org/wiki/Rotating_black_hole
                                +1
                                Горизонт — не физический объект, чтобы из-за его «вращения» или чего-то еще можно было бы его пересечь.
                                Это по определению поверхность из-за которой ничего не может выйти. Математическая абстракция.
                                  0
                                  Из-за вращения ЧД просто меняется форма горизонта. Но так как ЧД не вращается как твердое тело, то форму горизонта посчитать не смогу видимо.
                                  И, на всякий случай, выскажу мнение. Выйти из под горизонта мы не можем в консервативном гравитационном поле (dU/dt=0). Даже поле тех самых в ЧД с вращением вокруг центра масс не будет консервативным (см. выше — не смогли мы создать ЧТТ), но на практике поле будет только расти (за счет сближения 2 ЧД).
                                  Хотя последнее утверждение ещё доказать нужно — может ли ЧД испустить 1% своей массы в виде энергии за время уменьшения радиуса орбиты на 1%?
                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                      0
                                      Если верить Хокингу, то горизонта событий как границы может вообще не существовать, а нуль-время соответствует точке сингулярности, которой частицы не успевают (из-за искривления пространства) достичь до момента испарения ЧД. Вместо горизонта событий Хокинг предлагает рассматривать «кажущийся горизонт» (Apparent Horizon).
                                  0
                                  А черные дыры всегда сближаются по спирали? Нет понятно, что они цепляют друг друга и начинают подтягиваться понемногу. Но вот что будете если они просто совершат лобовое столкновение да еще и на приличной скорости типа просто движутся навстречу друг другу из разных частей вселенной и сталкиваются с точностью в метр? Какие процессы будут происходить тогда? Или подобное в принципе невозможно?
                                    0

                                    Не бывает. Все вокруг чего-то вращается. Посмотрите на траекторию ракеты взлетающей вертикально в вверх земли/ летящей к Марсу.

                                      0
                                      Что мешает столкнуться 2м ЧД, вращающимся вокруг центра галактики на дальних орбитах? Для ЧД это может вполне оказаться «лобовым» столкновением. Ну и выброшенные из 2х разных галактик (теоретически) тоже вполне могут столкнуться (о чём и был вопрос, как я понимаю). Хотя вероятность такого, конечно, так себе…
                                        0

                                        Где то здесь, кажется, может даже у Итана был вопрос, почему двойные планетарные системы встречаются так редко/ не встречаются ( точно не помню). Там было много хороших расчетов, которые говорили, что они обязательно разбегутся по разным орбитам. Это был разговор, про систему вращающуюся вокруг общего центра масс, и одновременно вокруг звёзды. Думаю если на одной орбите будут две планеты, гипотетически вращающиеся с одинаковой скоростью и в одинаковой плоскости, то система будет ещё более нестабильна. А уж вращаться навстречу друг другу, они точно не могут, потому что должны были образоваться из одного диска, который в какую то сторону уже вращался.

                                          0
                                          Вы, похоже, не поняли. Речь не связанной системе, а о 2х свободно перемещающихся ЧД. Для них таких ограничений нет. И проблем в их существовании тоже. Как, собственно, нет особых проблем и в возможности столкновения отдельных звёзд. Подозреваю, что при столкновении галактик это может происходить даже не так уж и редко, однако вполне возможно и в пределах одной галактики.
                                            0
                                            Ну чисто теоретически, столкновение звезд может произойти. Только вот может быть проблема с тем, что скажем при прицельном параметре 0.1 св. лет скорость столкновения звезд будет скажем 400 км/с. В результате они конечно захватят друг-друга в двойную систему (хотя на самом деле, параметр нужен куда меньше при такой скорости и приведенной массе скажем 1*10^30 кг), но получится просто двойная звезда с большой полуосью 1 св. год (например) и малой — 0.1. А упасть на центр — сложная задача, если у нас задача 2 тел без учета взаимодействия скажем магнитосфер звезд.
                                              0
                                              Ну в изначальном комментарии вопрос был про ЧД, а там всё будет немного по другому.
                                            0
                                            Если Вы о планетах в системе двойных звезд, то встречаются весьма часто. В теории при 2 конкретных массах звзед есть диапазоны расстояний между ними, при которых выполняются 3 варианта:
                                            1. Вращение планеты сразу вокруг 2 звезд.
                                            2. Образование планеты невозможно.
                                            3. Вращение планеты вокруг одной из 2 звезд.
                                            Если что — и в системе из 4 звезд планету находили.
                                            «одной орбите будут две планеты» — такого случая не помню, но может где-то и упоминалось.
                                            По поводу 2 ЧД — в масштабах Галактики все звезды вращаются в одну сторону, так что «столкновения на скорости 440 км/с» для 2 звездных систем ждать не стоит.
                                            В качестве экзотики — находили планету в системе из белого карлика и нейтронной звезды, но там наверное миллиардов лет не хватит на то, чтобы по причине гравивол скажем столкнулись 2 звезды, пройдя на расстоянии захвата планеты соседней звездой или разрыва на кусочки приливной силой.
                                              0

                                              Спасибо, интересно. Сойдёмся на том, что лобовое столкновение ч/д весьма маловероятно. Интересно было бы такое понаблюдать, издалека.

                                                0
                                                Для меня даже механизмы образования системы из 2 пульсаров не совсем понятны (условно говоря — почему взрыв сверхновой для образования НЗ №1 не сбрасывает со звезды №2 так много массы, чтобы она не падала по массе ниже предела Чандрасекара?). Или как раз давление взрыва звезды №1 превышает в звзеде №2 давление вырожденного газа электронов и «продавливает» её форму до расстояния несколько десятков км от центра масс потенциального белого карлика?
                                                Но такие двойные пульсары давно известны, оценивались потери на грав. волны (совпадающие с теоретическими моделями ОТО), а теперь — и непосредственно обнаружены грав. волны.
                                                P.S. Если что, последняя картинка (данные LIGO/VIRGO о массах ЧД) может иметь большие проблемы с ответом на вопрос «А как вообще образовались ЧД такой массы?», не говоря уже об образовании «где-то рядом друг с другом». 30 масс Солнца (случай №1, одна из базовых ЧД) — коллапс сверх-сверхгиганта или подобно случаям №2-5 было перед этим слияние ЧД обычных масс?
                                                0
                                                Как писал выше — вполне случаются столкновения галактик, при котором взаимная скорость может быть весьма большой.
                                                2. ЧД, выброшенная из звёздного скопления может иметь приличную скорость, хотя и сложно оценить порядок.
                                                3. Блуждающая чд, прилетевшая из другой галактики (выброшенная, например, при столкновении.

                                                Вероятность мизерная, но она есть.
                                                  0
                                                  Если что, условную величину 440 км/с я брал как вероятность лобового столкновения Солнечной системы с другой галактикой, в которой звезда летит с той же величиной скорости (вокруг центра галактики) и строго противоположном направлении.
                                                  Для ЧД действительно «немного по другому», но на масштабе расстояний много больше грав. радиуса ЧД по идее теория гравитации Ньютона является неплохим приближением. А так как столкновение на расстоянии 1 млрд. км куда более вероятно, чем 200 млн. км, то все эффекты ОТО можно считать очень слабыми.
                                                  Проблема в том, что кроме условия «пролететь 2 звездам рядом» есть ещё условие «иметь скорость ниже 2й космической». А для его реализации (при указанной огромной скорости) нужно куда-то «потерять» угловой момент.
                                                  По идее, при скорости 440 км/с необходим пролет на расстоянии порядка
                                                  1 а. е. * (30/440)^2 = 695 000 км (чуть больше диаметра орбиты Луны). Причем в том смысле, что на этих 700к км скорость не должна вырасти до больших величин за счет сохранения углового момента.
                                                    0
                                                    Да это всё понятно. Ещё раз напомню, что первоначальный комментарий (не мой) был о том, вопросом о том, что будет при лобовом столкновении. Т.е. без грав захвата, сразу. Кстати в этом случае скорость удара будет ещё больше, т.к. они изрядно ускорятся при подлёте.
                                                      0
                                                      Значит условно берем, что «прицельный параметр» должен быть не больше, чем Rg1+Rg2 пары ЧД. И понятие «скорость удара» на момент создание общего горизонта тогда будет величиной релятивистской конечно.
                                                      И там уже понятно, что условия будут не те, что я предлагал (расстояние между звездами свыше 200 000 грав. радиусов в случае из коммента выше, если звезды порядка массы Солнца, а не ЧД). Упс, у меня расстояние меньше диаметра Солнца было, нужно хотя бы нейтронные звезды было представить.
                                            0
                                            Почему же не бывает? Крайне маловероятно — да, но где здесь принципиальная невозможность? Попросту, допустим, как со сферическим конем, что навстречу друг другу с относительными релятивистскими скоростями приближаются две ЧД. Правда, всё указывает на точно такой же скучный «бульк», как в видео из статьи.
                                          0
                                          Суммарный объём общего горизонта событий возрастает, а не уменьшается, и вне зависимости от траектории частицы, пересекающей горизонт событий, ей суждено быть навеки проглоченной комбинированной сингулярностью обеих ЧД


                                          Аргумент по-моему очень слабый. Что-бы частице уйти из за горизонта событий, обьем ей не важен, ей важно положение относительно этого горизонта событий. Предположим есть шар горизонта событий. В момент слияния он очень сильно увеличивается с одной стороны и становится меньше с другой. Бинго! Внезапно обьем горизонта событий стал больше, зато где-то граница горизонта событий переместилась, для частицы это эквивалент того, что горизонт событий стал меньше.

                                          Смена геометрической формы горизонта событий по идее эквивалентна просто движению ЧД в пространстве. Смотреть нужно на движущуюся ЧД вообще, может ли частица вырваться из ЧД, если ЧД движется со скоростью света, а частица движется со скоростью света в противоположном направлении.

                                          Второй аргумент, испарение ЧД, ведь горизонт событий становится меньше. Вылетит ли частица?

                                          Так что ИМХО Итан ответил некорректно.
                                            0
                                            По поводу именно горизонта возникла такая идея. Если работает идея, что энтропия ЧД пропорциональна площади горизонта, то площадь падать не может. Тогда выходит, что падать не сможет не только объем, но и площадь сингулярности.
                                            По вопросу испарения — тут я вынужден предположить, что «испаряющиеся» частицы создают ещё больше энтропии, чем «теряет» горизонт от уменьшения энергии внутри ЧД.
                                              +1
                                              Горизонт событий определяется массой материи внутри этого горизонта (т.е. теми самими частицами), его форма — структурой материи внутри него. И если меняется форма и положение горизонта, это значит что соответственно меняется и распределение массы внутри (положение частиц). Горизонт уходит — значит соответственно уходят и частицы внутри него. Поэтому, нет — никакие изменение горизонта не позволят уйти из него частицам этот горизонт и формирующим (своей массой).
                                              0

                                              У материи есть несколько СЕКУНД!? после перехода горизонта событий прежде чем она встретится с сингулярностью? Я что-то сомневаюсь что там секунды, во-первых смотря откуда смотреть, во-вторых размеры черных дыр ну очень разные, и если я, так понимаю, это время получено путем деления радиуса на скорость света, то все равно странно называть просто время несколько секунд. Ну и в-третьих, не так уж этот процесс хорошо изучены, чтобы так это утверждать.

                                                0

                                                интересно, одни говорят, что не заметишь прохода горизонта событий, другие, что за горизонтом нет траекторий, не проходящих через сингулярность, т.е. вся физика и химия обьекта должны точно поломаться, т.е. Вселенная не может быть внутри чд. По идее не может плотность уходить в бесконечность, должен быть какой-то предел, после которого, то, что формирует массу, должно куда-то выдать накопленную энергию. Так же как температура не может быть бесконечной. Из-за того, что для внешнего наблюдателя время объектов, летящих к горизонту событий, замедляется и в конце концов почти останавливается, наверно, логично предположить, что собственное время этих падающих на гс объектов теряет синхронизацию с временем остальной вселенной, т.е. с определённого момента уже нельзя будет соотнести события упавшего объекта и события внешней вселенной. Может это из-за того, что время меняется местами с пространственной координатой, было бы, наверно красиво. Может одна временная координата сворачивается и разворачивается другая. Естественно, упавший за горизонт обьект, перестаёт существовать, как целое, но должна остаться какая-то база — "энергия", которая концентрировалась до определенного предела, а затем развернулась в новую инфляцию и Большой взрыв. Можно предположить, что энергии в новой вселенной будет меньше, чем в предыдущей, и возможно там будет меньше разнообразие явлений и процессов, но возможно энергия эта может дробиться до бесконечности и конкретный размер " пикселя" зависит от размеров чд, и "разрешение" всех появляющихся вселенных одинаково. Как при увеличении фрактального узора, возникает повторяющаяся не менее сложная структура, так и тут. Вот, и тут происходит столкновение двух чд. Пусть там и возникает общий горизонт, но наверно слиться полностью они не смогут, даже если сингулярности существуют, наверно тут должно возникнуть, что-то вроде мультивселенной — две соседние вселенные, но они не будут согласованы, т.е. "пиксель" в одной вселенной, может быть 1,(23) пикселя в другой. Наверно, взаимодействовать они не смогут. Спасибо за внимание, сорри за простыню)

                                                  0
                                                  Согласно ОТО мы вообще никогда не увидим, как сливаются две ЧД, так как при приближении одной ЧД к горизонту другой внешний наблюдатель увидит, как ЧД все больше замедляется на на самом горизонте вообще останавливается
                                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                      0
                                                      Субъективность энергии и времени хорошо показывает фотон. От так сказать «тратит энергию» на уход из области большего грав. потенциала, но согласно формуле E = h*nu энергия эквивалентна частоте, то есть скорости колебания ЭМ поля. А если брать за достаточное прилижение постулат СТО, то фотон не может «узнать» о том, какая там гравитация «мешает» ему двигаться — его поле описывается решением уравнений Максвелла в текущей точке траектории.
                                                      Но не бойтесь, если любой атом действительно упадет на сферу Шварцшильда, то разница грав. потенциалов даже электроны оторвет от ядра атома водорода. А уж Ваше хрупкое тело разорвется куда раньше, чем кубик аллюминия с ребром 200.0 нм.
                                                      0
                                                      Интересно мнение сообщества по такому вопросу: Возможна ли ситуация когда 2 одинаковые ЧД расходятся друг с другом на расстоянии 99% диаметра горизонта событий? (иными словами в определенный момент горизонты событий сливаются, но само «ядро ЧД» проходит на существенном расстоянии от горизонта событий встречной ЧД и затем горизонты событий снова разделяются). Если такое возможно — как это повлияет на общую площадь горизонтов событий системы 2х ЧД? И не приведет ли данная ситуация к «побегу» материи?
                                                        0
                                                        Совсем классическая модель — равенство потенциальной и кинетической энергии частицы (тут нужно понять мелось — как записать в СТО пот. энергию тела, движущегося на релятивистской скорости относительно източников гравитации).
                                                        У 2 масса есть эквипотенциальная поверхность такого типа:
                                                        случай электрических зарядов.
                                                        Так вот, потенциал в точке строго между между 2 одинаковыми ЧД (массой по M и расстоянием между ними d = 2R) будет описываться величиной типа
                                                        |U| = GM/R + GM/R, в то время как потенциал одной ЧД будет
                                                        |U| = GM/R — в 2 раза меньше.
                                                        Значит при слиянии 2 ЧД возникнет такое «выпячивание» сингулярностей на встречу друг другу, так как кроме необходимости преодолеть энергию «отрыва» от первой ЧД каждому фотону нужно будет дополнительно потратить энергию на потенциал ЧД №2.
                                                        Но конкретно при условии d > 2R будет где-то между ЧД область, из которой свет сможет вырваться (если его не направить прямо на сингулярности).
                                                        0
                                                        А что если две дыры не просто падают друг в друга, а линейно сближаются и отдаляются при помощи внешних сил, которые оставим за кадром. Таким образом форма ГС будет меняться, выпячиваться у обоих ЧД. И возможно можно достичь резонанса колебаний, и вызвать отрыв кончика.
                                                          0
                                                          При любых силах, даже внешних, ЧД будут испытывать действие принципа эквивалентности. Но если Вы очень аккуратно рассчитаете траекторию и не возникнет общей сингулярности (см. #comment_10701549), то потом эта неведомая сила сможет раздвинуть 2 ЧД и площадь горизонта уменьшится.
                                                          P.S. Все мои замечания про энтропию — из нефальсифицируемых гипотез физики. Но идея о росте объема сингулярности вполне логична для слияния ЧД.
                                                          0

                                                          Я ничего не знаю про ЧД, но в статье пишут что заряд сохраняется. Может ли тогда быть такое, что ЧД настолько сильно заряжена отрицательно, что электрон, который будет лететь в сторону такой ЧД от неё будет отталкиваться за счёт электрической силы, не смотря на гравитационное притяжение?
                                                          И если да, то можно наверное подобрать заряд ЧД так, чтобы гравитационное притяжение было равно электрическому отталкиванию для электрона, и тогда сумма сил окажется равной нулю, и электрон спокойно сможет войти и выйти из ГС.
                                                          Или что-то фундаментальное не позволит иметь настолько заряженную ЧД?

                                                            0

                                                            Для одиночного электрона, скорее, не получится.
                                                            Тем не менее, в чем-то вы правы, заряд ЧД отчасти компенсирует ее гравитацию, и если заряд велик, ЧД может вообще не сформироваться, так как вещество расталкивается электрическим взаимодействием сильнее, чем притягивается гравитационно.
                                                            А так как разница в электромагнитной и гравитационной силах очень велика, даже относительно небольшого заряда хватит, чтобы не дать ЧД сформироваться.
                                                            Если она таки сформировалась, ее заряд будет невелик.
                                                            Кроме того, этот небольшой заряд будет компенсироваться поглощением ионов вещества, так что в итоге его почти не останется.


                                                            В любом случае, если ЧД сформировалась, ее заряд "размазан" по горизонту событий, так что для приближающейся частицы ЧД как заряженная сфера. Более того, сам размер горизонта событий учитывает заряд ЧД, так что если уж частица пересекла его — выхода обратно не будет.


                                                            В общем, если кратко: если заряд настолько велик, что будет отталкивать электрон на большом расстоянии сильнее, чем гравитация, то вещество ЧД должно отталкивать само себя гораздо сильнее — на близком расстоянии, и ЧД не будет сформирована вообще. А если ЧД сформирована, ее заряд будет слишком мал, чтобы произвести эффект.

                                                              +1

                                                              Позвольте немного продолжить фантазию о дальнейшей эволюции недавно сформировавшейся Чёрной Дыры – той, что ещё не обрела́ катастрофически огромной массы, но зато в процессе роста (в силу неведомых гипотетических причин) обрела́ очень большой (простите столь приблизительные о́бразные определения) избыточный электрический заряд – допустим, отрицательный. И соотношение величин массы и заряда таково́, что ЧД еле-еле "сросла́сь", преодолев взаимное электрическое отталкивание заполнивших её заряженных элементарных (??) частиц.
                                                              Не знаю, какие естественные причины могли бы продолжить процесс эволюции данной ЧД в интересную для меня сторону, поэтому предположу сверхъестественные – сам Дьявол (в силу своей бесконечной любознательности…:)) решил развлечься и поэкспериментировать. А конкретно – продолжить "накачивать" ЧД отрицательно заряженными частицами. Конечно, я предполагаю, что электронами – из-за "выгодного" (для меня…:)) соотношения величин заряда и массы. Как он (Лукавый) это сделает – не моего ума дело. Тем не менее, соорудив (или найдя готовую) супер·гигантскую электронную "пушку", он (ну не мы же…:)) направит невообразимо мощный (для ускорения процесса) поток электронов прямо на нашу Чёрную Дыру. И в какой-то момент она приобретёт настолько большой избыточный электрический заряд, что электрические силы отталкивания составляющих её электронов (может быть, уже не электронов? Бог весть, что там внутри ЧД с ними приключилось…) превысят гравитационные силы, собравшие" нашу экспериментальную (лука́вую…:)) Чёрную Дыру. И – что же случится дальше?… Кого мне спросить – Итана? Не уверен, что он знает. Ну а Лука́вый нам никогда не расскажет правды…
                                                              Как Вам такая – невероятная! – версия развития событий? Пусть это всего лишь моя дикая фантазия, не рискую назвать её даже мысленным экспериментом… Но интересно узнать Ваше мнение. И мнения других вполне достойных участников интеллектуального сообщества!…:))

                                                                –1
                                                                Ещё замечу, что при равных параметрах «масса ЧД» и «модуль заряда» для задачи «притянуть электрон на горизонт» нужна большая сила гравитации (потенциал) при равной силе электрического отталкивания (в сравнении с «притянуть протон»). Гидрид-ион скажем будет отталкиваться отрицательным зарядом ядра, а сила гравитации ЧД будет это компенсировать (такой пример параметров ЧД). А вот обычный электрон при тех же параметрах ЧД (и противоположном заряде) будет улетать, так как действующая на него равная сила электрического поля (скажем 1 эВ/м) превысит гравитационную силу, соответствующую грав. потенциалу 938 МэВ/(m_p) или в 2 раза меньше, сколько там нужно.
                                                                  0

                                                                  Кстати, это отличный вопрос.
                                                                  По обычной логике, если вы будете добавлять заряд к ЧД, в какой-то момент сила электрического отталкивания превзойдет гравитационное притяжение, горизонт событий исчезнет, и останется голая сингулярность. Но многие считают, что голые сингулярности не могут образовываться в природе (принцип космической цензуры).
                                                                  Поэтому предполагается, что надо точно считать, каков механизм добавления заряда. Потому что когда вы добавляете заряд, вы будете увеличивать массу дыры. И для голой сингулярности вам нужен такой набор параметров заряженых частиц, что добавка к массе (и к силе гравитации) меньше, чем добавка к заряду. Но при этом энергия частицы достаточно велика, чтобы превзойти электрическое отталкивание дырой и таки упасть в нее.
                                                                  Такой сценарий называется overcharged black hole, и некоторые считают, что можно выбрать такие параметры, что возникнет голая сингулярность.
                                                                  Другие авторы приводят контраргумент, говоря, что если учесть все силы правильно, добавить заряд так, чтобы создалась голая сингулярность, невозможно — добавленная масса всегда будет больше.

                                                                    0
                                                                    Если я понимаю правильно, то масса растягивает пространство, а масса ЧД так сильно растягивает пространство, что двигая со скоростью света невозможно выбраться за горизонт. Как по мне, это означает, что по направлению к горизонту пространство растянуто так, что можно взаимодействовать только с той материей, которая на эквипотенциальной орбите вместе с тобой. Ширина такой орбиты под вопросом. А это значит что электрическое отталкивание будет происходить только в рамках это орбиты и просто вынудит часть материи перейти на другую орбиту и все. Но это все будет очень медленно для нас, там же внутри время практически стоит.

                                                                    Кроме того, при сильном сжатии материя вполне может утратить заряд, как я понимаю. Электроны упадут в протоны, и образуют нейтроны, у которых нет заряда. Возможно на практике создать такую чисто электронную ЧД будет не возможно. А теоретически предсказать поведение такой ЧД довольно сложно, учитывая что мы до сих пор не знаем как ЧД устроена внутри (нет единой теории, нет экспериментов).
                                                                      0

                                                                      Ой...


                                                                      растягивает пространство

                                                                      Искривляет, не растягивает, это важно.


                                                                      можно взаимодействовать только с той материей, которая на эквипотенциальной орбите вместе с тобой.

                                                                      Нет, почему? Я совсем не понял этого аргумента. Все взаимодействия локально происходят как обычно. Можно представить ЧД как сферу радиусом с горизонт со всем зарядом и массой размазанными по поверхности равномерно. И взаимодействие падающего заряда с ней будет описываться как взаимодействие с такой заряженной сферой.


                                                                      Но это все будет очень медленно для нас, там же внутри время практически стоит.

                                                                      Время там не стоит, это относительно удаленного наблюдателя время замедляется. Для частиц, падающих в дыру, локальное взаимодействие будет обычным.


                                                                      Кроме того, при сильном сжатии материя вполне может утратить заряд, как я понимаю.

                                                                      Во-первых, заряд — это не обязательно электроны и протоны. Во-вторых, не нужно никуда "падать", речь идет о суммарном заряде, так что сумма заряда электрона и протона будет нулевой в любом случае. В-третьих, а что если в вашем примере электронов гораздо больше, чем протонов? Тогда их нечем будет уравновесить, суммарный заряд будет ненулевой, и это как раз случай, о котором идет речь тут.

                                                                        0
                                                                        Вам доподлинно известно как искривлено пространство за горизонтом событий? Чем растягивание не частный случай искривления?
                                                                        Искривление времени между двумя частицами, зависит от расположения векторов их скоростей. Вы знаете с какой скоростью движутся частица за горизонтом? А что если они падают к центру с около световыми скоростями, но пространство внутри ГС растягивается со скоростью света? В итоге материя падает почти бесконечно, сохраняя при этом линейную около световую скорость к центру, и фактически почти не может догнать материю которая упала раньше или позже чем она. И между ними огромное искривление времени, и отсутствие возможности взаимодействовать.

                                                                        Электроны и протоны это основная часть материи, которая нам доступна для создания ЧД. Сильный дисбаланс в исходном веществе очевидно не достижим. Почему я и написал — практически такого скорее всего не возможно. А теоретически — нет нормальных теорий даже для наблюдаемых объектов, что уж говорить про гипотетические случаи. Кроме того, не известно формируется ли внутри ЧД голая сингулярность. Возможно что та внутри вообще нет сверхплотного вещества, а может и даже просто плотного. Т.к. опять-же мы не знаем как искривлено пространство внутри ЧД. Вполне возможно что это происходит как взрыв, только во внутреннее пространство. Т.е. материя внутри ЧД менее плотная чем в исходной звезде. Хотя мы наблюдаем уменьшение обьема, но внутренний обьем увеличен, и продолжает увеличиваться постоянно, примерно как наша вселенная. Может там внутри даже своя вселенная, изолированная от внешней, деформацией пространства со сверх световой скоростью.

                                                                        По аналогии если у нас есть резиновое полотно, и в нем шарики прорвали дырку. Совершенно не факт, что пройдя через дырку шарики начнут прижиматься друг к другу и увеличивать свою плотность, после прохождения изученной стадии деформации пространства — может быть что угодно. И шарики за дыркой просто разлетятся в разные стороны но ни когда не вылезут через дырку обратно.
                                                                          0
                                                                          Вам доподлинно известно как искривлено пространство за горизонтом событий?

                                                                          Мы оперируем в рамках ОТО, там это хорошо известно.


                                                                          Чем растягивание не частный случай искривления?

                                                                          В целом, частный случай, о том и речь. Рассмотрение ЧД как чисто растяжения может приводить к неточностям в понимании.


                                                                          и фактически почти не может догнать материю которая упала раньше или позже чем она.

                                                                          Догнать — не может, если выпустить две одинаковые частицы с одинаковыми скоростями в разное время. Собственно вы правы насчет "вечного" падения. А вот взаимодействовать — может, почему нет? Например, атом спонтанно излучает фотон в другом направлении и этот фотон поглощается другим атомом, который летит следом.


                                                                          Кроме того, мы обсуждали же, что происходит снаружи горизонта, а не внутри.


                                                                          Сильный дисбаланс в исходном веществе очевидно не достижим.

                                                                          Не очевидно, почему? Маловероятно, но может быть.


                                                                          А теоретически — нет нормальных теорий даже для наблюдаемых объектов, что уж говорить про гипотетические случаи.

                                                                          Ну позвольте, во-первых, ОТО хорошо описывает наблюдаемые объекты. Во-вторых, в этом и задача науки, рассматривать разные возможности. Это возможные решения уравнений ОТО, и глупо просто отбрасывать их, потому что нам кажется, что такого быть не может.


                                                                          Кроме того, не известно формируется ли внутри ЧД голая сингулярность. Возможно что та внутри вообще нет сверхплотного вещества, а может и даже просто плотного. Т.к. опять-же мы не знаем как искривлено пространство внутри ЧД.

                                                                          Дело не в том, что мы не знаем искривления внутри. А мы не знаем других сил — квантовых — которые бы играли роль в данном процессе. Так вы правы, мы не знаем, может ли существовать сингулярность вообще. Но если мы можем предсказать условия, в которых она сможет существовать, и искать в наблюдениях такие условия.


                                                                          Не буду комментировать про ваши дальнейшие предположения, это уже научная фантастика, а не физика.

                                                                            –1
                                                                            ОТО «глючит» за горизонтом событий, кроме-того нет ни каких доказательств что внутри ОТО работает вообще. Т.к. вообще ни чего не известно про то, что внутри.

                                                                            Потому что, для взаимодействия нужно не просто излучить, но и что-бы второй поймал. А если пространство растягивается во все стороны, то на определенном расстоянии от излучателя наступает новый горизонт событий. Возможно за горизонтом — целая серия новых горизонтов.

                                                                            Как это не очевидно? Очевидно — это значит дословно «видно глазами», т.е. проверяем на практике и довольно просто. Если такие вот ЧД как вы описали, не найдены — значит очевидно что их нет. Но возможно что мы их не нашли пока. До тех пор «очевидно что их нет». Как и живых динозавров, етти и НЛО.

                                                                            ОТО хорошо описывает НАБЛЮДАЕМЫЕ объекты. Верно, но разве мы можем наблюдать за ГС? Я понимаю что можно применять теорию, т.к. другой нет. Но это вовсе не тот уровень, чтоб говорить «я знаю физику ЧД, а вы пишите про фантастику».

                                                                            Но если мы можем предсказать условия, в которых она сможет существовать, и искать в наблюдениях такие условия.

                                                                            И как успехи на данный момент? Я так понимаю что ни как, но я при этом не называю ваши попытки фантастикой.

                                                                            Как по мне это типичная когнитивная ошибка, предполагать что за ширмой, что-то знакомое и понятное. Просто для житель села думает, что за горизонтом кругом села, но немного не такие. А физик предполагает что за горизонтом та-же физика, что в точке его пространства.
                                                                              0
                                                                              ОТО «глючит» за горизонтом событий

                                                                              Пруф? Горизонт — вообще понятие очень условное. ОТО отлично работает за горизонтом, не знаю, откуда вы такое взяли. Есть "проблема" собственно в сингулярности — не очень понятен физический смысл.


                                                                              но разве мы можем наблюдать за ГС

                                                                              Если они существуют — то да. Например, по гравитационным волнам или линзированию.


                                                                              Очевидно — это значит дословно «видно глазами»

                                                                              Это вы ерничаете, в русском языке это слово не используется в таком значении.


                                                                              Я так понимаю что ни как, но я при этом не называю ваши попытки фантастикой.

                                                                              Никак. Но это пока, мы ЧД почти не видели. Но у нас есть полное математическое описание, очень точные предсказания, и знание, где искать. А в вашей фантастике — просто буйство воображения.

                                                                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                                  0
                                                                                  потому как никто не может внятно объяснить какими критериями должна обладать граница в пространстве, что бы иметь право называться — «горизонтом событий».

                                                                                  Нет, ну можно определять через особенность в метрике там, и дальше для разных случае будет разный горизонт.


                                                                                  интервал времени между пересечением ГС и падением в сингулярность для него будет равен 0.

                                                                                  Точно! Вот мое любимое видео на эту тему:


                                                                                    0
                                                                                    Не понятно, почему вы решили, что это граница в пространстве и у нее есть критерии. Все несколько иначе. Детали есть на Вики.
                                                                                    Горизо́нт собы́тий — воображаемая граница в пространстве-времени, разделяющая те события (точки пространства-времени), которые можно соединить с событиями на светоподобной (изотропной) бесконечности светоподобными геодезическими линиями (траекториями световых лучей), и те события, которые так соединить нельзя.


                                                                                    Упрощённо можно сказать, что горизонт событий прошлого разделяет события на изменяемые с бесконечности и на неизменяемые; а горизонт событий будущего отделяет события, о которых можно что-либо узнать, хотя бы в бесконечно отдалённой перспективе, от событий, о которых узнать ничего нельзя.


                                                                                    Shkaff
                                                                                    Если они существуют — то да. Например, по гравитационным волнам или линзированию.

                                                                                    Разве на гравитационные волны и линзирование не влияет исключительно внешние параметры ЧД? Парадокс «исчезающей информации» снят? Кроме заряда, момента и массы что-то еще важно для внешнего наблюдателя?

                                                                                    Это вы ерничаете, в русском языке это слово не используется в таком значении.

                                                                                    Нет, не ерничаю, это я так видимо слово использую.

                                                                                    Но у нас есть полное математическое описание, очень точные предсказания, и знание, где искать. А в вашей фантастике — просто буйство воображения.

                                                                                    Т.е. отличие исключительно в том, что вы обсчитали свое буйство воображения математически. Примерно как представить что ЧД состоит из огромной колонии бобров и просчитать в деталях структуру этой колонии. Не хочу сказать что ваша идея плоха, хочу сказать что ее математический просчет, до момента проверки через наблюдения — не повышает ее реалистичность, то-же самое буйство фантазии. Фантазия порождает идею, которая оформляется в теорию, которая проверяется через наблюдения или опыты. Есть идеи как проверить что за ГС работает ОТО?

                                                                                    Почему мы мало ЧД видели, недавно была новость про сотни тысячи ЧД в центре нашей галактики.
                                                                                      0
                                                                                      Примерно как представить что ЧД состоит из огромной колонии бобров и просчитать в деталях структуру этой колонии.

                                                                                      Представим, что на поверхности горизонта событий находятся струны, изогнутые в некий граф, проходящий через вершины 12-мерных кубиков (то есть у нас много групп струн, которые ограничены формой, которую можно вписать в несколько таких кубиков). Кубиков может быть много — 1 частица скажем растянута по объему несколько куб. фемтометров.
                                                                                      P.S. Да, у нас пока придумали только теорию 11-мерных струн, но мне больше нравится пространство-время парной размерности.
                                                                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                                          0
                                                                                          Красное смещение хорошо считать, если частицы стартует из точки выше горизонта (или если точнее — выше точки r = r_s в терминах метрики Шварцшильда). Эффект Шапиро — это просто идет ЭМ волна по геодезической, а её длина оказывается выше, чем расстояние «по прямой» при отсутствии источника гравитации.
                                                                                          Но по моему мнению, рисовать геодезические (даже для частиц без массы покоя) через эту сферу r = r_s нет смысла. Правда тут проблема, я и задачку с падением частиц под горизонт тогда смогу решить лишь методом «учтем массу частицы в общем грав. потенциале и поверхность горизонта резко скакнет выше координат частицы».
                                                                                          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                                              0
                                                                                              Красное (фиолетовое) смещение перейдет в «точке поворота» в красное, и на равном расстоянии от центра масс ЧД частота фотона вернется в начальное положение. Какой будет набег фазы фотона — не знаю.
                                                                                              А вот если мы нацелим фотон на горизонт (прицельный параметр меньше грав. радиуса), то по моему мнению фотон когда-то упадет за горизонт. Правда есть мнение, что с точки зрения внешнего наблюдателя это потребует бесконечность времени — при этом у самого фотона может быть конечный «набег фазы», хотя там же частота растет…
                                                                                        0
                                                                                        Разве на гравитационные волны и линзирование не влияет исключительно внешние параметры ЧД?

                                                                                        В случае голых сингулярностей они будут выглядеть очень отлично от стандартных ГВ или линз.


                                                                                        Парадокс «исчезающей информации» снят?

                                                                                        Это одна из причин, почему люди придумали принцип космической цензуры — чтобы понять, что происходит с информацией. Потому что если ЧД становится ГС, информация должна возвращаться, но в каком виде — неясно.


                                                                                        Кроме заряда, момента и массы что-то еще важно для внешнего наблюдателя?

                                                                                        Ну, например, голая сингулярность будет излучать свет...


                                                                                        Т.е. отличие исключительно в том, что вы обсчитали свое буйство воображения математически.

                                                                                        Это отличие науки от научной фантастики. Наука делает обоснованные предсказания, НФ — необоснованные.


                                                                                        Есть идеи как проверить что за ГС работает ОТО?

                                                                                        А откуда вы взяли вообще, что она не работает? Дайте хоть одну ссылку. Мне правда интересно. В моем понимании ГС не является чем-то особенным, в уравнениях нет никаких разрывов или особенностей и тд. Если ОТО работает вне, что такого специального происходит на ГС, что она вдруг выключается там?


                                                                                        Почему мы мало ЧД видели, недавно была новость про сотни тысячи ЧД в центре нашей галактики.

                                                                                        Это не наблюдения, это просто попытка объяснить данные движения звезд. Прямое наблюдение — это только гравитационные волны. Можно еще наблюдать орбиты соседних звезд и делать вывод, что там должна быть ЧД, но это не прямое наблюдение. Равно как и всякие рентгеновские двойные, и тд… Так что достоверно нам известно очень мало о ЧД.

                                                                                          –1
                                                                                          Ага, т.е. космическая цензура это обоснованное предсказание?
                                                                                          Голых сингулярностей не обнаружено.
                                                                                          Я не специалист по ОТО, пруфами вас обеспечить не смогу. Но часто в комментариях пишут про световые скорости движения материи за ГС. Как по мне это выглядит как ошибка.
                                                                                          Не сильно понимаю что такое прямое наблюдение ЧД, если у нее кроме гравитационных эффектов — ни каких и нет. Она или влияет на движение других, или заставляет светится свой аккреционный диск или линзирует свет. В статье про ЧД в центре галактики прямо точки были нанесены, мол вот именно там ЧД расположена. Как по мне так это вполне себе ЧД. А вы просто откидываете часть результатов, что-бы ваш вариант выглядел более вероятным.

                                                                                          4erdak
                                                                                          я про порталы не мечтаю, скорее всего внутри ЧД физика не совместима ни то что с жизнью, а вообще с формированием изменяемой материи. Она там или типа газа, если пространство внутри расширяется очень быстро. Или очень плотно упакована если нет. Или вообще все застыло во времени до конца времен. Или еще какие варианты. Но ни чего такого, где я бы хотел побывать, или что сулит нам плюшками.

                                                                                          Просто есть теория что наша вселенная находится внутри сверх массивной ЧД, и вроде как она не опровергнута полностью.
                                                                                            0
                                                                                            Ага, т.е. космическая цензура это обоснованное предсказание?

                                                                                            Нет, это как раз не обоснованное предсказание, а скорее мнение.


                                                                                            Голых сингулярностей не обнаружено.

                                                                                            Равно как и много чего другого, в том числе разных ЧД, что не мешает их исследовать теоретически.


                                                                                            Я не специалист по ОТО, пруфами вас обеспечить не смогу. Но часто в комментариях пишут про световые скорости движения материи за ГС. Как по мне это выглядит как ошибка.

                                                                                            Ну вы же не специалист, почему вы считаете это ошибкой? Или для вас источник информации — комментарии на гиктаймс? Тогда у меня для вас плохие новости...


                                                                                            Не сильно понимаю что такое прямое наблюдение ЧД, если у нее кроме гравитационных эффектов — ни каких и нет.

                                                                                            Прямое наблюдение гравитации в виде гравитационных волн. Дает полную информацию о ЧД.
                                                                                            Все остальное — косвенные результаты, более или менее достоверные, которые дают вообще минимальную информацию о ЧД кроме их наличия. Я их не откидываю, но
                                                                                            если мы ничего конкретного сказать не можем, в контексте дискуссии они не важны.


                                                                                            Просто есть теория что наша вселенная находится внутри сверх массивной ЧД, и вроде как она не опровергнута полностью.

                                                                                            Может быть, и это как раз контраргумент к вашим "внутри ничего нет". В том и суть, что если бы мы были внутри ЧД, мы бы ничего не заметили и никогда не узнали, так что ГС не является в какой-либо степени особенной частью пространства.

                                                                                              –1
                                                                                              Ну вот мы и сошлись что есть куча мнений, разной степени проработки. Меня это устраивает.

                                                                                              Ни сколько не хочу мешать кому-либо исследовать что-либо теоретически. На здоровье. Просто не нужно с пенсне у глаза говорить что «исследованное теоретически» — реально, до момента обнаружения в реальности. Потом сможете сказать «я же говорил!», а пока придется потерпеть :)

                                                                                              Вот и не контр аргумент. И я не говорил «ни чего нет», я говорил что ВОЗМОЖНО внутри нет сверх плотного вещества, и что ВОЗМОЖНО плотность внутри даже меньше, чем была плотность изначального вещества. И я так-же сказал что внутри взаимодействовать можно только в рамках неких эквипотенциальных линий, ширина которых — НЕИЗВЕСТНА. Она может быть как и очень узкой, разрывающей на части все вещество, так и очень широкой, например шириной с нашу галактику. А до соседней галактики например нам уже ни когда не долететь, потому как мы образовались из вещества упавшего за ГС с разницей в пико секунду. И может изначальное сверхплотное состояние нашей вселенной это и была там сверх плотная «звезда» до превращения в ЧД. Если это верно — то можно предположить что каждый последующий уровень вложенности ЧД расширяется еще быстрее. И рано или поздно ЧД перестанут образовываться как и звезды. Т.е. это не бесконечная рекурсия.

                                                                                              НО это все ВОЗМОЖНО. У меня нет ожиданий, я не считаю что у теорий о внутренностях ЧД есть фавориты.
                                                                                                0

                                                                                                Бла-бла-бла. Есть физика, а есть фантастика, все. Иногда фантастика становится физикой. Иногда-наоборот. Но первое — наука, а второе — трепание языком, хотя и основа у них одна — фантазия автора.

                                                                                                  –1
                                                                                                  Наука опирается на наблюдения и эксперименты. За горизонтом — сплошная фантастика. А остальное бла-бла-бла. Вот когда будут данные о веществе за горизонтом — тогда одно станет наукой, но пока не ясно что именно.
                                                                                                    +1

                                                                                                    То есть, по-вашему все физики-теоретики и математики занимаются ерундой и не наукой?


                                                                                                    Я понимаю, что вы не специалист, не разбираетесь, и пишете в меру своего понимания. Это ваше мнение, и хоть с наукой оно имеет не очень много общего, это ничего, всякие мнения полезны.

                                                                                                      0
                                                                                                      За горизонтом действительно сложно что-то придумать. Если есть метрика Шварцшильда, то подставьте её в определение скалярной кривизны и найдите предел при движении от бесконечности к точке r = r_g. Если там хорошие величины выходят, значит до этой сферы мы можем представить путешествие материи.
                                                                                                        +1

                                                                                                        Это метрика Шварцшильда только в обычных координатах (относительно наблюдателя) имеет разрыв на горизонте, что говорит о невозможности "заглянуть" вовнутрь издалека. Выбираете другие координаты (например, Эддингтона-Финкельштейна) для падающего объекта в его системе отсчета, и никакого разрыва не будет, вы вообще не заметите пересечения горизонта. Поэтому нет оснований думать, что там физика какая-то кардинально другая вдруг. Ну не можем мы туда заглянуть (пока), ну и что?

                                                                                                          0
                                                                                                          Выбираете другие координаты (например, Эддингтона-Финкельштейна)

                                                                                                          Нашел на Вики англ. метрику, там получается в интервале особый член r_g/r*(dtdr)^2.
                                                                                                          Анализировать как бы лень, но я поверю, что есть какая-то особая траектория, на которой разрывов и проблем типа ds/dr = 0 не будет.
                                                                                                            0

                                                                                                            Я так понимаю, эти координаты (или вот еще) хорошо себя ведут вблизи горизонта и при его пересечении, но не во всем пространстве-времени вообще.

                                                                                                              0
                                                                                                              На бесконечности у Kruskal–Szekeres выйдет какой-то «бесконечный квадрат интервала», но как-то может выйдет с такой метрикой работать.
                                                                                                                0

                                                                                                                Ну да, о том и речь: для разных областей нужны разные координаты. Чтобы смотреть на падение в ЧД вблизи ЧД в падающих координатах, выбираем Эддингтона-Финкельштейна. Чтобы смотреть издалека — обычные шварцшильда.

                                                                                                        0
                                                                                                        Нет, это по вашему мнению фантастика — ерунда. По моему мнению — нет. Фантастика это двигатель и прогресса и науки, брейнсторм по сути. Люди сочиняют идею, другие люди их доказывают или опровергают. Так и движемся. И живем по сути в мире фантастики прошлых веков. И сейчас когда заканчиваются идеи из фантастики — не сильно ясно о чем мечтать и чего хотеть. А это все необходимо для создания хайпа и выделения средств и грантов на работу ученых. Тем не менее любого рода теории — не проверенные, не доказанные, не опровергнутые и не давшие материальной отдачи — не более чем фантазия и инвестиция в будущее. Просто художник разукрашивает свои фантазии в красивые цвета и узора, а математик просчитывает свои фантазии через формулы. Каждый фантазирует в меру своей предрасположенности — и это хорошо. А мерилом реальности — всегда была реальность и всегда будет. Пока бозон Хиггса не был найдет — он был ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ частицей, пока темная материя не найдена — она скептически воспринимаемая гипотеза. Даже не смотря на то, что лучше математики у нас нет, все равно выглядит коряво и не реально. А степень теоретичности ЧД еще выше, даже наверное выше чем теория суперструн.
                                                                                                          0
                                                                                                          20 лет назад понятие «квантовая яма» ещё не было объектом, который можно изготовить в виде экспериментальной установки (с заданым как минимум 1 параметром — шириной). А вот теория и 100 лет назад была известна (но не знаю, сколько человек её знали).
                                                                                                            +1
                                                                                                            это по вашему мнению фантастика — ерунда

                                                                                                            Вы мне не приписывайте того, что я не говорил. В части про прогресс — я совершенно согласен. Я говорю о другом: есть несколько уровней применения фантазии: обычная фантастика (читай сказки) — не имеет ограничений и генерируется всеми практически; научная фантастика — имеет определенные ограничения и требует усилий и знаний для создания; теоретическая физика — имеет множество ограничений, требует специального образования, фактически формализует идеи НФ в математическом виде, ограничивая круг тех, что могут работать в природе; эксперимент — еще уже, выбор из теории только того, что реализуется на самом деле.


                                                                                                            Поэтому то, что вы рассказываете — где-то между фантастикой и НФ, но до науки этому еще далеко. Теоретическая же наука уже сделала достаточные ограничения на происходящее за горизонтом событий. Мы не знаем всего, но можем предсказать многое. И в этом отличие от фантастики.


                                                                                                            Поэтому можно говорить про то, что каждый может фантазировать — это так, но фантазии фантазиям рознь.


                                                                                                            ОТО хорошо работает внутри ЧД, и если вдруг перестанет — это говорит о проблемах ОТО. Так что ваше ничем не подкрепленное заявление, что мы не знаем, какова физика за горизонтом — фактически заявление, что ОТО не работает. А это сильно:)


                                                                                                            Но фантазировать можете о чем хотите.


                                                                                                            А степень теоретичности ЧД еще выше, даже наверное выше чем теория суперструн.

                                                                                                            Ну это смешно просто:) Вы совсем не в курсе.

                                                                                                              0
                                                                                                              u010602, с теорией суперструн большие проблемы (в частности — со стороны всей суперсимметрии) с подтверждением в наблюдаемых фактах. Можете пробовать считать энтропию горизонта или ещё что-то, что по версии этой теории существует. Потом останется всего-то как-то эти величины, посчитанные из теории, выловить из наблюдаемых величин.
                                                                                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                                      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                                            0
                                                                            Вообще, Керрово решение для реальной (заряженной вращающейся) ЧД предполагает, что материя обязана покидать метрику, ассоциируемую с горизонтом событий.
                                                                              0
                                                                              Масса ЧД прямо пропорциональна её радиусу, а объём пропорционален кубу радиуса.

                                                                              А почему масса не пропорциональна кубу радиуса, как объём?

                                                                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                              Самое читаемое