Если черная дыра — это просто искривленное пространство-время, то где же электрический заряд?

Я слышал, как Кип Торн неоднократно заявлял, что материя разрушается, когда создается черная дыра, что все, что у вас остается, — это искаженное пространство-время.

«Идея о том, что черные дыры состоят из очень плотного вещества, неверна; это просто неправильно. Возможно, они были созданы из очень плотного вещества, но материи больше нет. Она полностью уничтожена. Ее больше не существует». https://www.youtube.com/watch?v=HSr95NgdAPg&t=8m34s

«Когда рождается черная дыра, энергия преобразуется из энергии материи в энергию искривленного пространства-времени, так что это преобразование формы энергии из одного в другое, но энергия все еще сохраняется». https://www.youtube.com/watch?v=HSr95NgdAPg&t=9m43s

Насколько я понимаю эту теорию: она похожа на то, как вам нужна пусковая катушка на двигателе Тесла, но как только поле настроено, оно самовоспроизводится. Я также понимаю, как он может сохранять вращательный момент, но на этом мое понимание заканчивается, и начинается путаница.

А как насчет других сохраняющихся величин, таких как электрический заряд и (возможно) барионные и фермионные числа? Не потребует ли это понимание какой-то унификации теорий, чтобы вся материя была просто искажением пространства-времени, и в этом случае это делает наблюдение тавтологичным и неинтересным?

Эта путаница заставляет меня думать, что я что-то упускаю из того, что он говорит. В качестве альтернативы, может быть просто так, что, поскольку то, что происходит за горизонтом событий, непознаваемо в научном (в отличие от философского) смысле, все это не привязано к науке и находится в сфере интерпретации, а не реальности.

Спасибо!

Не принимайте слишком буквально то, что вы слышите в видео, даже если это «научно-документальные фильмы». Ответ Джерри Ширмера здесь объясняет, почему (сферически-симметричные) черные дыры могут иметь заряд.
Обычно я бы согласился с вами, но Кип Торн повторяет это снова и снова, как в популярном, так и в научном контексте, и я думаю, что в своей книге «Интерстеллар». Он сильно переживает по этому поводу, он точен в своем языке, и это находится в его области знаний. Я не понимаю, в чем может быть трудность из-за того, что он все притупляет, учитывая все это.
Здесь Торн описывает чисто пространственно-временной характер черных дыр как их характеристику, которую он находит наиболее убедительной. Это не случайный аспект его понимания; это основной атрибут. youtube.com/watch?v=oj1AfkPQa6M&t=1m38s
И здесь он снова ясно дает понять, что думает, что «вся материя уничтожена, и все, что осталось, — это искривленное пространство и искривленное время». youtube.com/watch?v=oj1AfkPQa6M&t=3m29s Я знаю, что у других физиков другое понимание, чем у Торна, но мой вопрос: если бы вы спросили его, куда делся электрический заряд, что бы он ответил? Другими словами, мой вопрос является внутренним исследованием его теории, а не внешней критикой его теории.

Ответы (1)

Математика общей теории относительности ясна и недвусмысленна. Проблема возникает, когда вы пытаетесь описать происходящее не математическими терминами, потому что нет точного способа сделать это. Кип Торн пытается говорить о черных дырах в нематематических терминах, и он придерживается точки зрения, отличной от (вероятно) большинства из нас. Это не значит, что он не прав или что все мы не правы, просто если вы не придерживаетесь математики, любое ваше утверждение будет неточным.

Возьмем первое утверждение:

Все, что падает в черную дыру, достигает сингулярности за конечное (и обычно очень короткое) время, измеряемое падающим объектом. Беда в том, что то, что происходит в сингулярности, не описывается общей теорией относительности. Действительно, сингулярность не является частью многообразия, из которого состоит Вселенная. Поэтому, когда материя достигает сингулярности, можно утверждать, что она больше не является частью вселенной. Я подозреваю, что Кип Торн имеет в виду именно это.

Обратите внимание, однако, что немногие из нас на самом деле верят в то, что сингулярность формируется. Большинство из нас верят, что какая-то форма квантовой гравитации вмешается и предотвратит формирование сингулярности. Так что утверждение Кипа Торна вряд ли применимо к реальному миру.

Теперь второе утверждение:

Масса кажется нам очевидной. Если что-то имеет массу 1 кг, значит, оно имеет массу 1 кг. Но в общей теории относительности массу на удивление трудно определить . Большинство студентов удивляются, когда узнают, что решение Шварцшильда, описывающее черную дыру, на самом деле является решением для вакуума , т. е. решением, описывающим пространство-время без материи. Однако мы можем присвоить этой геометрии пространства-времени массу, называемую массой АДМ, и когда мы это сделаем, мы получим параметр массы, который соответствует тому, что мы считаем массой черной дыры. Я подозреваю, что именно это имеет в виду Кип Торн. Масса АДМ — это свойство геометрии пространства-времени, а не масса объекта, как мы обычно о ней думаем.

Однако в очередной раз большинство из нас сочтет Кип Торна чрезмерно пуристом. Большинство из нас считали бы массу параметром, который мы используем в метрике Шварцшильда, т. е. массой материи, из которой изначально образовалась черная дыра.

Итак, он предполагает, что формируется реальная сингулярность, и материя разрушается. Заряд (и т. д.) — это то, что нам придется выяснить, поработав еще. Это я могу понять; Спасибо!