Если бы отрицательная масса действительно существовала и каким-то образом очень быстро движущийся объект с отрицательной массой достиг горизонта событий черной дыры.
Что произойдет, когда он пересечет горизонт событий? Согласно закону Ньютона отрицательная масса должна отталкиваться, и только объект, который может двигаться быстрее света, может покинуть черную дыру. Итак, будет ли объект выброшен за горизонт событий со скоростью, превышающей скорость света, и это приведет к тому, что масса объекта станет -∞ (минус бесконечность) в соответствии с теорией относительности и не будет подчиняться законам физики, как мы ее знаем.
Любые объяснения?
«Согласно закону Ньютона отрицательная масса должна отталкиваться» — Нет, и в ньютоновской физике, и в общей теории относительности отрицательная масса будет гравитационно притягиваться к положительной массе, хотя отрицательная масса будет оказывать отталкивающее гравитационное воздействие на положительную массу (но если отрицательная масса мала по сравнению с массой черной дыры, этим последним эффектом можно пренебречь). В ньютоновской физике это не так уж сложно вывести, ньютоновский закон гравитационной силы указывает, что векторы гравитационной силы между положительной и отрицательной массой будут направлены в разные стороны, поэтому положительная масса, очевидно, отталкивается, но для отрицательной массы ускорение равно в противоположностьнаправление силы из-за отрицательной массы в F = ma, поэтому отрицательная масса притягивается. В ОТО анализ, очевидно, сложнее, но Герман Бонди показал, что отрицательная масса будет иметь такие же основные свойства в ОТО, см. эту статью . Обратите внимание, что если бы отрицательная масса не падала вниз под действием силы тяжести, как и положительная масса, это было бы нарушением принципа эквивалентности , поскольку пребывание в покоящейся камере в гравитационном поле должно быть эквивалентно нахождению в камере, ускоряющейся в глубоком пространство, и если вы отпустите в такой камере как положительную, так и отрицательную массу, они, естественно, должны просто двигаться по инерции, в то время как пол камеры ускоряется, чтобы встретить их.
Однако ситуация с падением отрицательной массы в черную дыру имеет одно важное последствие: в ОТО горизонт событий черной дыры сжимается, а не расширяется , и по этой причине динамическая метрика черной дыры (метрика Вайдья ) с попадающей в него отрицательной массой иногда используется при попытке смоделировать долговременное поведение черной дыры, которая «испаряется» из-за непрерывно испускаемого излучения Хокинга ( поскольку это квантовый эффект, а ОТО не полностью совместима с квантовой механике, это испарение должно в конечном итоге потребовать полной теории квантовой гравитации.полностью точно смоделировать его, но кажется разумным ожидать, что более ранние стадии испарения, до того, как размер черной дыры и плотность энергии приблизится к шкале Планка, где, как ожидается, станут значительными эффекты квантовой гравитации, должны иметь некоторый близкий аналог в классическая общая теория относительности). См., например, статью здесь , в аннотации которой говорится: «испарение черной дыры из-за излучения Хокинга, которое моделируется метрикой Вайдья с отрицательной массой», или раздел IV этой статьи .который использует пространство-время Вайдья для моделирования черной дыры и говорит на с. 4 «Энергия этой материи отрицательна вблизи горизонта событий. В уравнении динамического горизонта, если черная дыра поглощает отрицательную энергию, радиус черной дыры уменьшается. Это одна из причин использования тензора отрицательной энергии».
Питер Шор
Гипносифл
Гипносифл