A matéria se acumula fora do horizonte de eventos de um buraco negro?

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Meu entendimento é que o tempo diminui e se aproxima da parada quando se aproxima o horizonte de eventos de um buraco negro. Eu já vi isso explicado em vários lugares, incluindo uma breve explicação no último parágrafo em: http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#General_relativity , citada abaixo:

Oppenheimer e seus co-autores interpretaram a singularidade na fronteira do raio de Schwarzschild como indicando que essa era a fronteira de uma bolha na qual o tempo parou. Este é um ponto de vista válido para os observadores externos, mas não para os observadores infalíveis. Por causa dessa propriedade, as estrelas colapsadas foram chamadas de "estrelas congeladas", [17] porque um observador externo veria a superfície da estrela congelada no tempo no instante em que seu colapso a leva para dentro do raio de Schwarzschild.

Isso significa, então, que não importa realmente cai em um buraco negro (exceto possivelmente o que havia na sua formação)? Isso também significa que a matéria está se acumulando fora do seu horizonte de eventos? Pelo que entendi, essa seria a perspectiva de fora do buraco negro. Se for esse o caso, pergunto-me se observaríamos uma quantidade enorme de matéria em torno do horizonte de eventos, mas seria extremamente vermelho.

Editar:

Percebi uma resposta para uma pergunta diferente, especialmente a parte final, também fornece algumas dicas aqui: https://astronomy.stackexchange.com/a/1009/1386

Editar:

Esses vídeos do YouTube que alguém reuniu explicam muito bem o conceito e parecem indicar que essa ideia está ganhando força!

https://www.youtube.com/watch?v=yZvgeAbrjgc&list=PL57CC037B74307650&index=118 https://www.youtube.com/watch?v=b1s7omTe1HI

Editar:

Este novo vídeo do YouTube descreve essa idéia muito bem e a descreve como a maneira como os buracos negros funcionam!

https://youtu.be/mquEWFutlbs

Jonathan
fonte
2
Você deve citar onde leu. No entanto, acho que você está falando sobre efeitos relativísticos (atraso) observados de um observador distante. Está correto?
Py-ser
11
Minha opinião pessoal: Essa é a razão (juntamente com a radiação Hawking fazendo o BH desaparecer por um tempo finito, como visto de fora), por que um horizonte de eventos nunca pode se formar. Mas essa não é (ainda?) A opinião do fluxo principal.
Gerald
@ Py-ser - Sim, isso está correto, eu estou falando sobre os efeitos relativísticos.
11136 Jonathan

Respostas:

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Sim, você está absolutamente certo, do NOSSO PONTO DE VISTA.

Do livro de Kip Thorne, "Buracos negros e distorções do tempo: o ultrajante legado de Einstein".

“Como uma pedra caída de um telhado, a superfície da estrela cai para baixo (encolhe para dentro) lentamente no início, depois mais e mais rapidamente. Se as leis da gravidade de Newton estivessem corretas, essa aceleração da implosão continuaria inexoravelmente até que a estrela, sem pressão interna, fosse esmagada a um ponto em alta velocidade. Não é assim, de acordo com as fórmulas relativísticas de Oppenheimer e Snyder. Em vez disso, à medida que a estrela se aproxima de sua circunferência crítica, seu encolhimento diminui para um rastreamento. Quanto menor a estrela, mais lentamente ela implode, até congelar precisamente na circunferência crítica. Não importa quanto tempo se espere, se estiver em repouso fora da estrela (isto é, em repouso no quadro de referência externo estático), nunca será possível ver a estrela implodir através da circunferência crítica.

“Esse congelamento da implosão é causado por alguma força relativística geral inesperada dentro da estrela? Não, de forma alguma, Oppenheimer e Snyder perceberam. Pelo contrário, é causada pela dilatação do tempo gravitacional (a desaceleração do fluxo do tempo) próximo à circunferência crítica. O tempo na superfície da estrela que implode, como visto por observadores externos estáticos, deve fluir cada vez mais lentamente, quando a estrela se aproxima da circunferência crítica e, correspondentemente, tudo o que ocorre na ou dentro da estrela, incluindo sua implosão, deve parecer entrar em câmera lenta e depois congele gradualmente. "

“Por mais peculiar que isso possa parecer, ainda mais peculiar foi outra previsão feita pelas fórmulas de Oppenheimer e Snyder: embora, como vista por observadores externos estáticos, a implosão congele na circunferência crítica, ela não congele de maneira alguma como vista pelos observadores que estão entrando no interior. na superfície da estrela. Se a estrela pesa algumas massas solares e começa sobre o tamanho do Sol, então, como observado a partir de sua própria superfície, ela implode na circunferência crítica em cerca de uma hora e depois continua implodindo a crítica passada e diminuindo circunferências ”.

“Observando as fórmulas de Oppenheimer e Snyder do ponto de vista de um observador na superfície da estrela, pode-se deduzir os detalhes da implosão, mesmo depois que a estrela afunda dentro de sua circunferência crítica; isto é, pode-se descobrir que a estrela é triturada em densidade infinita e volume zero, e pode-se deduzir os detalhes da curvatura do espaço-tempo na trituração. ”P217-218

OK, então, da nossa perspectiva, todo o assunto será agrupado em torno da circunferência crítica e não mais. Tudo bem, essa concha em teoria pode exercer todas as forças necessárias no universo externo, como atração gravitacional, campo magnético etc. O ponto como singularidade que está no futuro indefinido do buraco negro (do nosso ponto de vista) de fato em o futuro indefinido do próprio universo não poderia exercer tais forças nesse universo. Essa singularidade é apenas "alcançada" quando um observador ultrapassa a circunferência crítica e, através do processo de dilatação do tempo, chega ao fim do universo.

Esta é obviamente uma área de pesquisa e pensamento ativos. Algumas das maiores mentes do planeta estão abordando essa questão de maneiras diferentes, mas até agora não chegaram a um consenso, mas intrigantemente parece que um consenso está começando a surgir.

http://www.sciencealert.com/stephen-hawking-explains-how-our-existence-can-escape-a-black-hole

Stephen Hawking disse em uma conferência em agosto de 2015 que acredita que "as informações são armazenadas não no interior do buraco negro, como seria de esperar, mas em seus limites, no horizonte de eventos". Seu comentário se refere à resolução do "paradoxo da informação", um longo debate sobre física no qual Hawking finalmente admite que o material que cai em um buraco negro não é destruído, mas se torna parte do buraco negro.

Leia mais em: http://phys.org/news/2015-06-surface-black-hole-firewalland-nature.html#jCp

Em meados dos anos 90, os físicos americanos e holandeses Leonard Susskind e Gerard 't Hooft também abordaram o paradoxo da informação, propondo que, quando algo é sugado para um buraco negro, suas informações deixam para trás uma espécie de impressão holográfica bidimensional no horizonte de eventos , que é uma espécie de "bolha" que contém um buraco negro através do qual tudo deve passar.

O que ocorre no horizonte de eventos de um buraco negro é muito difícil de entender. O que está claro, e o que procede da Relatividade Geral, é que, do ponto de vista de um observador externo neste universo, qualquer matéria infalível não pode prosseguir além da circunferência crítica. A maioria dos cientistas muda o ponto de vista para explicar como, do ponto de vista de um observador infalível, eles procederão em um período muito curto de tempo para encontrar a singularidade no centro do buraco negro. Isso deu origem à noção de que existe uma singularidade no centro de todo buraco negro.

No entanto, isso é uma ilusão, pois o tempo que leva para alcançar a singularidade é essencialmente infinito para nós no universo externo.

O fato de que o assunto não pode prosseguir além da circunferência crítica talvez não seja uma "ilusão", mas muito real. O assunto deve, de NOSSO PONTO DE VISTA, tornar-se uma "concha" em torno da circunferência crítica. Nunca cairá através da circunferência enquanto permanecermos neste universo. Portanto, falar de uma singularidade dentro de um buraco negro é incorreto. Ainda não aconteceu.

O caminho através do horizonte de eventos leva a uma singularidade em cada caso, mas é indefinidamente distante no futuro em todos os casos. Se estamos neste universo, nenhuma singularidade ainda foi formada. Se ainda não foi formado, onde está a massa? A massa está exercendo força nesse universo, correto? Então deve estar neste universo. Do nosso ponto de vista, deve ser exatamente esse lado do horizonte de eventos.

Surpreendentemente, pode ser possível provar isso. O recente anúncio de ondas gravitacionais detectadas na fusão de dois buracos negros foi acompanhado por um raio gama não verificado, mas potencialmente compatível, que explodiu na mesma área do céu. Isso é inexplicável do ponto de vista convencional, que sustenta que toda a matéria seria comprimida em uma singularidade e seria incapaz de se manifestar novamente.

Se dois buracos negros se fundem e emitem raios gama ... o exposto acima é certamente uma explicação que também é consistente com a Relatividade Geral. A massa nunca conseguiu atravessar o horizonte de eventos (do nosso ponto de vista) e ficou perturbada com a enorme violência da fusão, alguns escapando. Pode ser um poço gravitacional profundo, mas um raio gama muito poderoso deve ser capaz de escapar com o chute certo (atração por um buraco negro ainda maior se aproximando).

Observações mais refinadas de eventos semelhantes, que provavelmente são razoavelmente frequentes, podem fornecer mais evidências. Não é provável que exista outra explicação credível.

ctrebor
fonte
Obrigado pela sua resposta, gostaria de ver se isso gera mais discussões!
19416 Jonathan
2
Mais um comentário sobre sua pergunta original. O buraco negro começaria como uma minúscula bolha de vapor no meio da estrela que implodia, atingindo uma "pressão" gravitacional suficientemente forte. Ele então se expandia à medida que a matéria e a energia circundantes caíssem e atingissem sua circunferência crítica, portanto, não acho que nenhuma matéria do ponto de vista de um observador externo estaria "dentro" da circunferência crítica.
ctrebor
Para sua informação, estou procurando provas / referências para conceder a recompensa.
23716 Jonathan
Prova / referências para quê? Houve uma referência considerável a Oppenheimer & Snyder. Você quer mais?
Ctrebor
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Seus comentários sobre ondas gravitacionais parecem ter problemas para entender a diferença entre a massa e o campo gravitacional. Nada sobre a detecção de GW dizia que a massa era expelida ou convertida de (dentro) dos buracos negros em várias formas de radiação. A energia já estava presente nos campos gravitacionais, que existem dentro do universo e fora do horizonte de eventos. Foi essa energia que foi convertida em radiação. O que é "realmente" no buraco é irrelevante: o que importa são os campos (gravitacional e EM, a saber).
zibadawa timmy
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O que você está descrevendo é basicamente a interpretação de "estrela em colapso" (Eng) ou "estrela congelada" (Rus) de buracos negros que era comum antes do final da década de 1960. Isso foi um erro.

Suponha que você esteja distante e parado em relação ao buraco negro. Você observará a matéria infalável aproximando-se assintoticamente do horizonte, ficando cada vez mais fraca à medida que muda para vermelho. Isso significa que a matéria se aglomera no horizonte? Para descobrir, suponha que você se jogue em direção ao buraco negro para tentar pegar o assunto que vê. O que você encontrará é que ele caiu no buraco negro há muito tempo.

Em outras palavras, a maneira mais sensata de responder se a matéria infalente se aglomera no horizonte é olhar a situação a partir da estrutura dessa matéria infalível. E aí está claro: não, não se amontoa, pois atravessa o horizonte em tempo finito e adequado. (Além disso, para um buraco negro de Schwarzschild, cair do repouso é exatamente newtoniano na coordenada radial de Schwarzschild e no tempo adequado.)

O "ponto de vista da mudança" foi reconhecido por Oppenheimer e Snyder em 1939, mas foi somente na década de 1960, com o trabalho de Zel'dovich, Novikov, et al., Que geralmente foi reconhecido como verdadeiramente significativo na comunidade. Em 1965, Penrose introduziu diagramas conformes baseados nas coordenadas de Eddington-Finkelstein (1924/1958), que mostraram claramente que o colapso estelar não é mais lento, mas continua com uma singularidade. Para uma visão geral da história dessa mudança de ponto de vista, cf. Kip Thorne, et ai., The Memberane Paradigm (1986). Esses tópicos são geralmente abordados em muitos livros didáticos de relatividade.

Ok, mas como ainda leva uma quantidade infinita de tempo no quadro adaptado a um observador distante e estacionário, isso significa que o horizonte nunca se forma nesse quadro? Ele se forma: a suposição subjacente no argumento de que não seria que a matéria infalível precisa chegar ao centro para o horizonte formar ou atravessar um horizonte pré-existente para fazê-lo expandir. Mas essa suposição simplesmente não é verdadeira.

Um horizonte de eventos é definido em termos de infinito futuro semelhante à luz, grosso modo em termos de se os raios de luz escapam ou não, se se espera uma quantidade infinita de tempo. Isso significa que a localização do horizonte a qualquer momento depende não apenas o que aconteceu, mas também o que vai acontecer no futuro. No quadro do observador estacionário distante, à medida que a matéria cai em direção ao horizonte de eventos, ela desacelera para se aproximar assintoticamente ... mas o horizonte também se expande para encontrá-lo. Da mesma forma, a matéria inicial em colapso não precisa colapsar até o centro para que o horizonte de eventos se forme.


Como o tempo de vida finito do buraco negro devido à radiação de Hawking pode ser consistente com a quantidade infinita de tempo (futuro) necessário para a expansão do horizonte de eventos (no período externo)?

Não há necessidade de: [editar] que uma determinada coordenada de tempo não cubra o coletor completo é uma falha no gráfico de coordenadas, não no espaço-tempo [/ edit]. Em qualquer evento, envie um local omnidirecional de raios de luz idealizados. O horizonte de eventos é o limite da região do espaço-tempo da qual nenhum desses raios de luz escapa até o infinito. Esta pergunta tem uma resposta objetiva - para qualquer raio de luz, ele escapará ou não.

Um observador externo precisaria esperar infinitamente para saber com certeza onde está exatamente o horizonte de eventos, mas essa é uma questão completamente diferente. Com a radiação Hawking, o buraco negro diminui, mas isso não muda o fato de que os raios de luz de alguns eventos não conseguem escapar e, portanto, existe um horizonte de eventos.

Aqui está um diagrama de Penrose de uma estrela esférica em colapso, formando um buraco negro que posteriormente evapora:

Diagrama de Penrose de um buraco negro em evaporação

r=0 0r=2mr=0 0

Agora, suponha que, neste diagrama, você desenhe curvas semelhantes ao tempo que permanecem teimosamente afastadas do horizonte e insista em usar um parâmetro ao longo delas como coordenada de tempo. O fato de você ter escolhido coordenadas que excluem o horizonte precisa ser consistente com a existência ou não do horizonte de eventos? A resolução é simples: se você quiser falar sobre o horizonte, pare de usar coordenadas que o excluem.

Stan Liou
fonte
Então isso está correto? De um ponto de referência fora do buraco negro, a matéria realmente se acumula (ou se agrupa) se aproximando do horizonte de eventos, mas eventualmente o horizonte de eventos se expande para engolfá-lo quando mais matéria está se acumulando?
31516 Jonathan
2
Se você insistir em definir "aglomeração" dessa maneira, sim, embora eu não o faça. Quanto à última questão, na verdade, não: à medida que o horizonte se expande, ele carrega as imagens congeladas e com desvio para o vermelho das coisas que caíram no passado com elas. Essa é uma razão pela qual eu não chamaria o caso anterior de 'aglomerado'; ao contrário, a coordenada de tempo de Schwarzschild (ou generalização apropriada para observadores estacionários distantes) é mal comportada no horizonte e, portanto, simplesmente não deve ser usada lá.
Stan Liou 15/05
11
Não concordo que a referência temporal externa não deva ser usada, pois é isso que "veríamos" se olharmos para um buraco negro. É um ponto interessante que você afirmou que a "imagem" de toda a matéria que havia caído antes se move para fora quando o horizonte de eventos se expande. Obrigado por dedicar um tempo para fornecer uma resposta detalhada também, muito instigante!
31516 Jonathan
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@StanLiou Como o tempo de vida finito do buraco negro devido à radiação Hawking pode ser consistente com a quantidade infinita de tempo (futuro) necessário para a expansão do horizonte de eventos (no período externo)?
Gerald
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"... mas o horizonte também se expande para alcançá-lo." Quanto tempo isso leva do ponto de vista do observador estacionário distante?
Kamil Szot
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Precisamos pensar exatamente onde o efeito da dilatação do tempo ocorre. Ao pensarmos nas observações de cada ponto de vista, que é o objeto de queda livre e o observador externo, podemos chegar a um acordo com o que está acontecendo, em oposição ao que parece estar acontecendo.

A experiência do tempo

Devemos lembrar que um objeto que se move a uma certa velocidade viaja no tempo (ou na quarta dimensão) a uma velocidade mais lenta. Isso não significa que ele se move mais devagar, caso contrário, obviamente não estaria viajando "a uma certa velocidade".

Onde o tempo diminui é o processo dos processos físicos do próprio objeto. Em outras palavras, meu relógio funcionaria duas vezes mais lento de acordo com você do que eu voava a 87% da velocidade da luz. Eu estaria acenando com os braços normalmente, mas, de acordo com você, parecia estar acenando com os braços duas vezes mais devagar e também parecia ter um tamanho apertado (não é realmente relevante para isso).

O ponto de vista do objeto em queda

Se você fosse o objeto caindo no buraco negro, aceleraria ao se aproximar do horizonte de eventos, mas levaria mais e mais tempo para reagir à abordagem, ao ponto em que cairia no buraco negro rapidamente. . Na sua perspectiva, sua abordagem ao horizonte de eventos se tornaria exponencialmente mais rápida.

Em outras palavras, você cairia incrivelmente rápido no buraco negro, mas mal o teria registrado em sua mente porque simplesmente não havia tempo suficiente para você devido à relatividade.

O ponto de vista do observador estacionário

Agora, o observador estacionário fora da influência do buraco negro observaria algo muito diferente. A luz (ou melhor, a informação) sobre sua descida se tornaria cada vez mais vermelha, mas também levaria mais e mais tempo para realmente alcançar seus olhos.

Isso significa que, de acordo com o observador , o objeto em queda diminuiria a velocidade no horizonte de eventos e desapareceria.

Então, o que realmente "aconteceu"?

  • O objeto que caiu caiu muito rapidamente, mas mal percebeu que estava acontecendo
  • O observador estacionário pensaria que o objeto desapareceu e nunca atingiu o horizonte de eventos.
  • Cooper usa alguns livros de gravidade e salva a raça humana.
Nick Bedford
fonte
Como, então, o observador pode ver um buraco negro, se, a partir de sua posição, nunca cai massa suficiente para ele tomar forma e existir para começar?
LocalFluff
Não @LocalFluff que "ver um buraco negro" média ? Se com isso você quer observar seus efeitos gravitacionais, não vejo o problema.
Rob Jeffries
Sua primeira seção está errada. Leva um tempo finito para cair, ou seja, experiências de tempo com o objeto, como você. Como uma linda coincidência ilustrando isso, para queda livre radial do repouso em um buraco negro de Schwarzschild, o tempo que leva para alcançar o horizonte (ou qualquer coordenada radial de Schwarzschild específica) coincide exatamente com a previsão da gravidade newtoniana.
Stan Liou 28/11
@ RobJeffries Mas então continuaria sendo uma estrela de nêutrons para todos os observadores externos. Buracos negros nunca se formariam para observadores externos, independentemente de como eles são observados. Pode-se ver um buraco negro transitando objetos de fundo. Uma SMBH não acumuladora não brilha, enquanto uma estrela de nêutrons com milhões de massas solares muito perto de sua superfície seria bastante selvagem.
LocalFluff
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@LocalFluff Uma estrela de nêutrons e um buraco negro são completamente diferentes. Nenhuma estrela de nêutrons pode existir com um raio próximo ao raio de Schwarzschild. É por isso que você pode ver uma estrela de nêutrons.
Rob Jeffries
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A conseqüência lógica é que um horizonte de eventos não pode se formar, uma vez que a primeira partícula diminui assintoticamente para zero, imediatamente antes da formação do horizonte de eventos ( descida infinita de Fermat ).

O surgimento do horizonte de eventos leva, portanto, um tempo infinito visto de fora. Mas devido à radiação Hawking, um buraco negro existe apenas um tempo finito. Portanto, um horizonte de eventos não se forma.

A coisa frustrante sobre isso é que você precisa ser pelo menos Stephen Hawking , para não ser chamado de nerd.

A atual maneira convencional de contornar esse paradoxo é mudar para uma geometria relativista puramente geral do espaço-tempo infalível, que não experimenta o horizonte de eventos. Dessa forma, você evita o horizonte de eventos como um pólo, mas obtém a singularidade no centro do buraco negro, ainda governado por investigar as leis físicas da gravidade quântica.

Gerald
fonte
Esse é um ponto interessante e muito instigante. Será interessante ver que novas descobertas são feitas sobre buracos negros. Ainda me pergunto sobre o assunto que estava "dentro" do buraco negro quando ele se formou (por exemplo, eu acho que esse assunto está realmente dentro do horizonte do buraco negro / evento). Embora, se estiver correto que a "imagem" da matéria se expanda com o horizonte de eventos, mesmo essa matéria poderá estar na borda do horizonte de eventos de um ponto de vista externo.
15134 Jonathan
@ Jonathan Se você assumir, por exemplo, a solução de Schwarzschild, a forma mais simples de um buraco negro, de um observador externo, você precisa distinguir três zonas: a do espaço, a da luz e a do tempo. A zona de luz corresponde ao horizonte de eventos. Se você transformar propriedades da matéria entre essas zonas, elas alteram tanto suas propriedades físicas, que o termo "a matéria é" não faz muito sentido, nem "matéria" nem "é". Uma dimensão espacial muda de função com o tempo.
Gerald
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@ Jonathan Uma maneira de pensar pode ser que, quando as informações da matéria são armazenadas no horizonte de eventos, algumas simulações de fluidos indicam uma estrutura fractal do horizonte de eventos devido à matéria infalível; isso pode ser uma maneira de superar o paradoxo da informação. Essa não é a solução de Schwarzschild nem a de Kerr.
Gerald
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Gostaria de saber se poderíamos "espreitar por baixo das saias" de um buraco negro, se houvesse algum 'lá'. Não podemos, é claro, e qualquer pessoa que afirme que existe uma singularidade dentro de um buraco negro está simplesmente dizendo que o modelo matemático que eles estão usando diz que existe um. Se toda a massa / energia que compõe um buraco negro foi comprimida em uma superfície bidimensional no horizonte de eventos, existe alguma maneira de observar a diferença observacionalmente? O queijo suíço tem buracos, mas ninguém afirma que os buracos são queijo suíço.
22616 Howard Miller
@Gerald FYI, estou procurando provas / referências para conceder a recompensa.
23416 Jonathan
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Pensou em provocar cosmólogos!

Estou atrasado para esta discussão, pois vejo que ela está em andamento há literalmente anos e não sei se ainda há alguém monitorando esse segmento, mas aqui vai.

Estudei astrofísica na UC Berkeley no final dos anos 80, então talvez minhas informações sejam um pouco desatualizadas e desculpas antecipadas. Passei muito tempo pensando sobre esse problema nos últimos 30 anos e postulei algumas idéias.

Primeiro, essas conjecturas são baseadas nas suposições:

  • o tempo para no horizonte de eventos
  • um observador em queda no EH, olhando para trás, observaria o universo envelhecer rapidamente para aquecer a morte
  • buraco negro de carga solar, sem carga e sem rotação
  • uma estrela de 2-3 massas solares é suficiente para superar a pressão de degeneração de nêutrons e formar um buraco negro (chame de 2 para a discussão)

Se for verdade, conjecture:

  • começar com estrela de dizer 3 massas solares
  • devemos considerar a existência e os parâmetros de um horizonte uniforme desde o seu "nascimento"
  • o raio mínimo de Schwarzschild é de apenas 12 milhas (2 massas solares)
  • raio original da estrela da sequência principal appx 100.000Km (100M + Km para gigante vermelho)
  • observador está orbitando estrela inicialmente
  • estrela queima através das últimas porcentagens de hélio e cascata cai diretamente no buraco negro
  • À medida que a estrela entra em colapso, uma certa quantidade de matéria se contrai até 20 quilômetros do centróide estelar (chame-a de 2 massas solares)
  • O horizonte de eventos agora é matematicamente formado e o tempo para para toda a matéria naquele raio
  • A matéria fora desse raio continua caindo, pois o tempo ainda não parou de criar uma esfera de compressão ao redor do EH
  • A matéria já DENTRO do EH continua a cair. (tem momento que deve ser conservado). OU, o tempo PARE DENTRO do EH também em toda a esfera Schwarzschild, fazendo com que tudo o que congele em CONGELAMENTO em posição (reletivo para o observador externo? (Desconhecido) (talvez o tempo INVERSE ?!)
  • O observador externo observaria o assunto no EH STOP caindo e irradiando
  • A matéria em queda, olhando para o universo, agora observaria o universo envelhecer rapidamente, talvez até sua morte?
  • Nesse caso, isso significa que toda a matéria de EH em queda, após a formação da EH, fica presa na EH até o buraco negro evaporar.
  • O que também leva a uma enorme COMPRESSÃO da matéria em queda em períodos de tempo sucessivamente mais rápidos, caindo por trás.
  • No exemplo dado, essa é uma massa solar inteira de matéria, comprimindo e aumentando rapidamente a pressão. (No momento em que o EH parou, não houve interação da perspectiva de nosso observador solar em órbita, mas sucessivamente menos camadas de tempo dilatadas mais distantes do EH se comprimem no equivalente a uma estrela totalmente nova que queima seu combustível em fempto segundos para segundos), ou seja, SUPERNOVA)
  • E existe o desequilíbrio da atração gravitacional que agora foi causado entre a massa solar de matéria no EH e as 2 massas solares dentro do SW
  • De fato, todos os buracos negros formados pelo colapso estelar devem começar a vida como um raio de 2 milhas de largura de duas massas solares.
  • O crescimento de tamanhos de buracos negros deste tipo (excluindo buracos negros primordiais) SÓ deve ser devido ao acúmulo de matéria EH ou à fusão dos EH dos buracos negros.
  • Não importa que jamais caia (ou através) do EH em nossas vidas, ou mesmo na vida do universo, desde que sustentemos que um observador que cai em um buraco negro vê o universo envelhecer rapidamente atrás dele (o futuro)
  • Portanto, toda a detecção de radiação de buracos negros é devida a interações de matéria muito próximas ao EH
  • O que levanta a questão: o GRAVITY transcende o EH?
  • Caso contrário, um buraco negro deve perder "2" massas solares na sua criação (só podemos testar se podemos medir a massa antes de depois da sua criação em talvez uma supernova visível do par binário
  • Mas se a gravidade transcende o EH como aceito, então a gravidade das massas solares no EH deve estar exercendo uma força oposta sobre a matéria interna, DESCELERANDO o colapso dentro do EH!
  • Além disso, deve haver um efeito de "toque" "ouvido" pelos nossos novos detectores de ondas de gravidade, pois a matéria interior não se desmorona infinitamente em uma singularidade, mas "salta" e reverbera pela gravidade e por diferentes camadas de dilatação do tempo
  • Entretanto, isso PODERIA resultar em um tipo de "toro" com trocas de dimensionalidades ou reversão (tempo / distância), em vez de uma singularidade
  • Adicione a isso a densidade de planck com essas forças internas opostas e possivelmente teremos algumas topologias bizarras no espaço-tempo.
  • Especulação PURA: O ambiente DENTRO do buraco negro começa a se parecer muito com a história do nosso próprio universo desde o big bang (buraco branco?) Se você simplesmente mudar a flecha do tempo. (o universo não está se expandindo como percebemos, mas se comprimindo em um toro com diferentes distâncias do nosso ponto de vista, com diferentes níveis de dilatação do tempo)
  • Como estudante de graduação, escrevi um artigo que dizia que nosso universo é o interior de um buraco negro e tenho visto muitas teorias gravitando (desculpe) nessa solução nos últimos 30 anos
  • Incluindo as idéias mais recentes de que nosso universo é um holograma compactado (3D) em uma "esfera" tridimensional que representa um horizonte de eventos igual à entropia de todo o nosso universo conhecido. Elegante.

Desculpas pelos terrivelmente longos comentários aqui. Tenho certeza de que a ideia tem mais buracos do que queijo suíço. É assim que o universo começa a se parecer com todos esses pequenos universos de bolso que não podemos interagir!

A pergunta e a resposta que poderiam levar ao próximo nível de entendimento desses conceitos é a seguinte:

Um horizonte de eventos pode mudar de forma?

Se o assunto estiver bloqueado por dilatação do tempo no horizonte de eventos, ele não poderá se mover (em relação ao EH). Se a matéria em queda pode testemunhar o fim do universo, ou mesmo por um período muito longo, então a questão é a dilatação do tempo bloqueada por definição. Se não estiver bloqueado por TD, um observador em queda NÃO PODERÁ VER O UNIVERSO RAPIDAMENTE IDADE ATRÁS DELES.

Então, se o EH pode mudar de forma:

  • a matéria precisa se mover com o EH (aceleração? momento? energia livre?)
  • OU o EH, sendo uma definição matemática, pode se mover independentemente da localização da matéria, alterando assim a quantidade de dilatação do tempo na matéria, retardando / acelerando / interrompendo a matéria fora do EH ou efeitos DESCONHECIDOS, se já estivesse dentro da matéria. EH. (presumivelmente, um EH sempre aumentará de tamanho, mas e a forma?)
  • de volta à forma: um EH pode ser elipsóide? Panqueca? Se ele pode mudar de esfera para panqueca, isso não significa que a matéria que já estava dentro do EH perto do raio esférico emergiu agora do buraco negro como se o raio diminuísse repentinamente? (a menos que, de alguma forma, seja arrastado de alguma forma com o EH)
  • se esse for o caso, as fusões de buracos negros não permitiriam que a matéria de dentro do EH escapasse por lá, constituindo toda uma nova forma de emissão de buracos negros que não a radiação de Hawking ? Como podemos detectar isso? Como saberíamos?

Penso que a resposta está diretamente no LIGO e nas versões mais poderosas deste instrumento que serão disponibilizadas online no futuro. Observar mudanças, horários de chegada, comparações de espectro e, eventualmente, direção das ondas gravitacionais e suas rajadas de raios gama associadas da fusão de buracos negros nos ajudará a identificar exatamente o que acontece quando os horizontes de eventos colidem!

Obrigado por reservar um tempo para revisar essas idéias!

Doug Klotz
fonte
2
1) Coloque seu texto entre duas estrelas, então:, *this text*para que fique em itálico . 2) 3 massas solares não são suficientes para produzir um buraco negro. 3) O tempo para no EH apenas para os observadores distantes; os objetos que caem no EH não experimentam nada enquanto passam por ele. 4) Todos os textos em maiúscula não parecem muito bons, sugiro usar a formatação em itálico (ou, estrelas duplas tornam seu texto em negrito ).
peterh diz restabelecer Monica
E faça algo sobre sua parede de texto . Se você quiser que as pessoas leiam sua contribuição, verifique se é fácil ler.
Jan Doggen
Feedback muito interessante e definitivamente instigante! Seria interessante ver se observações futuras (especialmente as observações do LIGO de mesclar buracos negros) "brilham mais" se o tempo estiver realmente congelado no horizonte de eventos. É interessante pensar que o horizonte de eventos não poderá mudar de forma se o tempo estiver congelado lá! Definitivamente instigante.
Jonathan
4

Várias respostas maravilhosas, porém técnicas, foram dadas, e não posso acrescentar nada a essas respostas muito boas que explicam por que não é útil pensar que os buracos negros ficam "congelados" em seus horizontes de eventos. Mas eu posso dar uma resposta com uma perspectiva filosófica mais essencialmente útil, que é que a lição central da relatividade é que a realidade envolve um monte de coisas acontecendo em vários lugares e épocas, então a realidade é algo local. Como tal, se você quiser saber o que aconteceu em algum lugar e hora (independentemente de como decide dar números a esse lugar e hora, é como escolher como coordenar a superfície da Terra), então pergunte a alguém que estava naquele lugar e hora!

De acordo com essa regra simples, deveríamos imaginar perguntar a alguém que ultrapassa um horizonte de eventos se um buraco negro já se formou ou não. Dirão que sim e chegarão a esse buraco negro central em um tempo finito. Se você recebe ou não essa mensagem é uma questão mais difícil, mas eles dizem a mesma coisa porque a realidade acontece em algum lugar, e sempre podemos imaginar alguém lá para experimentá-la - e perguntar a eles . Ou, pelo menos, imagine o que eles diriam nos casos em que a comunicação se torna difícil ou impossível.

Se você seguir essa regra simples, todos esses aparentes paradoxos de coordenadas desaparecerão imediatamente. As coordenadas são uma linguagem útil para fazer cálculos, mas não são úteis para fazer afirmações sobre "o que é". Esse é um problema para observação, e todas as observações são locais - ninguém nunca observa uma coordenada, e é feito muito com escolhas arbitrárias de coordenadas.

Ken G
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" todas as observações são locais " - essa afirmação simples dá um soco! Interpretação de Copenhague ... emaranhamento ... não existe realidade independente?
Chappo diz restabelecer Monica
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Não é acessível à ciência, de qualquer maneira. A ciência deve ser empírica, portanto deve ser baseada em observadores, para que possa descrever apenas eventos locais. Isso pode limitar seu escopo. É assim que mantemos fadas invisíveis fora da ciência, mas não sabemos o que mais perdemos. Ainda assim, se alguém em algum lugar está dizendo que o buraco negro se formou e que está cruzando um horizonte de eventos, devemos permitir que o buraco negro exista - mesmo que saibamos que nunca podemos receber a mensagem e, portanto, não podemos gerar um conceito global de nossas próprias observações.
Ken G
Einstein ficou profundamente preocupado com a constatação de que a realidade é relativa , e é por isso que escreveu a Schrödinger em 1950: "Você é o único físico contemporâneo, além de Laue, que vê que não se pode contornar a suposição da realidade, se apenas é honesto. A maioria deles [outros físicos] simplesmente não vê que tipo de jogo arriscado eles estão jogando com a realidade - a realidade como algo independente do que é estabelecido experimentalmente ".
Chappo diz restabelecer Monica
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Sempre me surpreendo com essa atitude, porque me parece claro que sempre estaremos limitados por nossa capacidade de perceber. Nunca houve garantias de que seríamos capazes de perceber a realidade em algum tipo de forma pura - sempre seria o que passaria pelos nossos filtros. Mesmo a escolha de fazer ciência apresenta filtros adicionais, onde estava a garantia de que nada seria perdido?
Ken G
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Um observador que cai em um buraco negro não se vê cair na singularidade desimpedida. O buraco negro sempre evapora antes do infinito; portanto, o observador infalível cai no centro de um buraco negro evaporado e não encontra nada de especial além da morte universal pelo calor.

Cara esperto
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E, a propósito, os físicos em todos os lugares parecem confusos sobre o que acontece quando você adiciona o infinito. Ignore a evaporação do buraco negro. A alegação é que a física é igualmente verdadeira em todos os quadros de referência. Exceto que não existe um quadro de referência para um observador distante, porque, após uma quantidade infinita de tempo, o sujeito infalível ainda nunca cai além do horizonte. Portanto, não há razão óbvia para dizer que o observador infalível terá uma experiência normal no tempo = infinito. Você não pode adicionar infinito ou dividir por infinito. Você perdeu o contato com conceitos físicos ao tentar fazer isso.
Smart guy
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Todo o problema surge de uma extensão analítica inválida. É como tentar descrever o universo como um fóton o veria se desenrolar. O universo existiria apenas com dois estados: t = 0 et = 1. Os dois estados não compartilhariam nenhum relacionamento detectável e seriam verdadeiramente arbitrários, porque a experiência do fóton exige a divisão do tempo pelo infinito e, portanto, não faz sentido falar sobre isso.
Smart guy
Não vejo o que há de errado com esta resposta, supondo que os buracos negros realmente evaporem devido à radiação, e a dilatação do tempo é tal que o observador que cai no buraco negro observa o futuro do universo. Pode ser legal se a resposta for um pouco elaborada. Definitivamente um pensamento intrigante! Nesse caso, não acredito que haja tempo infinito, porque uma quantidade finita de tempo passaria antes que o buraco negro evapore. Veja também: astronomy.stackexchange.com/questions/2524/…
Jonathan
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Está errado, porque o infalor chega ao centro em pouco tempo, no próprio relógio. Eles simplesmente não se importam com a coordenada de tempo usada por alguém no infinito, e não devemos usar uma coordenada de tempo não local para dizer 'o que está acontecendo' em outro lugar. Essa é uma das lições centrais da relatividade - a realidade é local , então pergunte à pessoa em cena. Tudo o resto são apenas coordenadas, e são feitas muitas coordenadas.
Ken G
De fato, isso é semelhante à questão que surge na cosmologia - o "universo observável". Além do limite disso, existem dragões, que assumimos com um golpe do princípio cosmológico - mas tudo o que sabemos é que nunca conheceremos o universo completo, global e qualquer outra coisa que possa conter a presença de algum observador. experimentando, mas nunca iremos.
Ken G