Горизонты событий недоступны наблюдателям, далеким от коллапса?

Считайте, что это дополнительный вопрос к этому сообщению Phys.SE.

В классическом решении Шваршильда с вечной черной дырой пользователь падает за горизонт событий за конечное локальное время, но для удаленных наблюдателей это событие происходит в бесконечном будущем. Как объясняет Леонард Сасскинд, измерения объектов вблизи горизонта подвержены большим неопределенностям, поскольку все излучение, используемое для их наблюдения, в значительной степени смещено в красную сторону и в будущем будет получено со все более большими интервалами. Вот почему в каком-то еще неопределенном смысле эффективный горизонт событий растет, даже если материя фактически еще не пересекла первоначальный горизонт событий (стабильный горизонт событий после периода коллапса черной дыры).

Но когда горизонт событий излучается, он должен удаляться быстрее, чем любой падающий наблюдатель. Любая падающая материя, вероятно, все еще будет поджариваться хокинговым излучением в течение эонов испарения (которое в кадре наблюдения сильно смещено в синий цвет). Единственная материя, которая когда-либо оказывается внутри формального горизонта событий (не эффективного горизонта) перед окончательным испарением, — это материя, которая уже была в исходной коллапсирующей звезде, вокруг которой сформировался горизонт событий.

Есть ли место, чтобы сказать иначе? Можно ли еще утверждать, что материя упадет на горизонт событий за конечное время для удаленных наблюдателей (быстрее, чем будет сужаться горизонт событий при испарении)?

Я подозреваю, что это дубликат набора других вопросов.
Также следует отметить, что при любом коллапсе горизонт изначально формируется в одной точке, а затем разрастается, поэтому под горизонтом нет «первородной материи». Если бы такая материя под горизонтом существовала, это было бы равносильно потере информации, что невозможно.
@Anixx, ситуация с исходной материей иная, потому что далекие наблюдатели согласятся, что она прошла через горизонт событий за конечное для них время (во время коллапса).
"Можно сказать иначе"? Все говорят иначе! Материя упадет внутрь, потому что ваша идея о непроходимости горизонта сбивает с толку картины горизонта.
@RonMaimon, помоги мне понять, в чем заключается мое замешательство, пожалуйста.
@lurscher: есть два способа продолжить движение за горизонт --- вернуться назад или пойти вперед. Они дают белую дыру и черную дыру. Белая дыра наивно несовместима с образованием черной дыры, а черная дыра наивно несовместима с распадом черной дыры. Оба продолжения являются физическими, когда черная дыра существует в течение длительного времени — черная дыра описывает будущее падающих наблюдателей, а белая дыра описывает прошлое уходящих. Картина не очевидна, и вы не можете переключаться между белыми и черными дырами.

Ответы (3)

Важно помнить, что наблюдатель за пределами черной дыры никогда не увидит , как вы падаете в черную дыру. Однако этот наблюдатель может сам прыгнуть в черную дыру и посмотреть, что случилось с вами. Вне черной дыры, поскольку он не может принимать от вас световые сигналы, он может сказать, что вы остановились у горизонта событий. Но поскольку он может войти и увидеть вас (при условии, что вы еще не были раздавлены сингулярностью), это вопрос философии: действительно ли упал падающий наблюдатель или он «застыл» на горизонте событий.

Аналогия: если вы ускоряетесь в ракете, вам не нужно верить, что время на Земле замедлилось до остановки, соответствующей вашему горизонту Риндлера. Если хотите, можете не заключать ничего подобного. Однако бесспорно, что никакие сигналы с Земли, прошедшие определенное время, не достигнут вас, пока вы продолжаете ускоряться. Но вы можете перестать ускоряться и посмотреть, что вы пропустили. Точно так же вы можете «перестать разгоняться от горизонта КА» — т. е. попасть в него — и тогда увидеть всю историю пропущенных вами инфоллеров.

Вы должны прочитать запись в FAQ Usenet Physics:

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/fall_in.html

Я думаю, что этот ответ делает популярную ошибку, связанную с вечной черной дырой Swartzshield, а не с испаряющейся черной дырой, о которой идет речь.
@Anixx: испаряющаяся черная дыра - отвлекающий маневр --- ответ тот же. Пожалуйста, перестаньте путать этот вопрос — вполне возможно попасть в квантовую испаряющуюся черную дыру, испаряющееся излучение исчезает на границе.

Черная дыра не «испаряется до того, как вы доберетесь до нее», хотя это последовательная (но вводящая в заблуждение) классическая картина. Проблема в том, что любой горизонт, существующий в течение долгого времени, имеет как белую дыру, так и продолжение черной дыры, и они выглядят по-разному с точки зрения свойств горизонта.

В случае горизонта белой дыры вас классически сбивает с края до взрыва, а в случае горизонта черной дыры вы проваливаетесь. В обратном направлении времени, для черной дыры , вы проваливаетесь, и выходящий материал смещается в красную сторону.

Обратная реакция на черную дыру совершенно незначительна, и ее можно идентифицировать только глобально. Это свойство всей дыры, а не одного участка горизонта. Локальная риндлеровская форма нормальной черной дыры показывает, что вы проваливаетесь сквозь нее, и любое незначительное возмущение из-за испарения не имеет значения.

И это несмотря на фальшивую интуицию, которую люди здесь, кажется, имеют, что объекты замирают на горизонте, и черная дыра испаряется под ними, прежде чем они успевают упасть. Эта интуиция соблазнительна, потому что она частично верна — это белый- изображение дыры (дополняющее изображение черной дыры). Но оно ложно в том смысле, что падающий наблюдатель не разрушается на горизонте, а ничего особенного не чувствует.

Причина, по которой можно быть уверенным, заключается в том, что будущие (и прошлые) продолжения доступны, когда черная дыра существует, и качественно нечувствительны к небольшим возмущениям. То, что вы делаете, — это создаете небольшое возмущение и используете это как предлог, чтобы переключиться на изображение белой дыры, что вовсе не является оправданием.

Идея о том, что черные дыры не могут образовываться, является аналогом аргумента о том, что белые дыры не могут образовываться в результате коллапса. Это не имеет значения, поскольку, если черная дыра пролежала там эоны лет, вы не можете сказать, черная это дыра или белая дыра. Эти вещи проясняются только тогда, когда вы принимаете взаимодополняемость Сасскинда.

Мычание на горизонте

Картина зависания на горизонте действительна только в течение собственного времени, которое заканчивается для падающего наблюдателя. Наблюдатель смещается в красное до забвения и сливается с горизонтом ЧД (на внешнем изображении) через конечное собственное время.

Но в локальной системе отсчета наблюдателя нет ничего особенного в течение чрезвычайно длительного периода аффинного параметра, поскольку путь становится нулевым. Аргумент о том, что черная дыра имеет внутреннюю часть, требует допущения, что когда последний взрыв находится далеко, излучение Хокинга ведет себя полуклассически, оно становится невидимым для падающего наблюдателя, поэтому этот наблюдатель проваливается. Это немного религиозная точка зрения в классическом мире, потому что нет никаких свидетельств существования внутреннего, кроме того, что вы можете видеть снаружи, но это оправдано последовательностью квантовой картины, которую она дает .

Без знания того, что принцип локальной эквивалентности выполняется на горизонте, аргумент в пользу испарения Ховинга становится подозрительным. Вы можете использовать t-независимость ЧД, чтобы создать так называемый «вакуум Бульвара», который не излучает, потому что сохраняет t-понятие энергии. Долгое время считалось, что этот вакуум Бульвара описывает КТП вокруг черных дыр. Это соответствует пространству-времени вокруг черной дыры Шварцшильда, окруженной идеальным идеальным зеркалом для всего при (R=2M). В обычной картине это термодинамически нелепо, зеркало поглощает тепловую энергию и не нагревается до равновесного состояния. Но эта идея Бульвара время от времени возрождается, например, в идее т'Хофта о том, что температура черной дыры в два раза выше правильной.

Доказательства картины провала, которая есть у Сасскинда, наиболее убедительно исходит из квантовой теории. Именно эта картина создает AdS/CFT. Без него невозможно понять, как черные дыры становятся такими регулярными и обычно квантовыми в экстремальном пределе, когда горизонт еще присутствует, а излучение Хокинга уходит.

Почему вы называете излучение Хокинга «малым возмущением»? Любой наблюдатель за пределами горизонта ЧД испытывает излучение Хокинга. По мере приближения наблюдателя к ЧД радиус ЧД уменьшается (он может убедиться в этом, пообщавшись с удаленным наблюдателем). И чем меньше радиус, тем сильнее излучение Хокинга и короче его длина волны.
Обратите также внимание на то, что Хокинг показал, что обращение времени черной дыры дает то же решение. По его собственным словам, «черные дыры ведут себя совершенно случайным и симметричным во времени образом и неотличимы для внешнего наблюдателя от белых дыр». Но поскольку все наблюдатели изначально внешние, это означает, что для ЛЮБОГО наблюдателя ЧД неотличима от КН.
Рон, я не понимаю твоего аргумента, если черная дыра испарится, через конечное время не будет черной дыры. т Е . Какая часть вашего аргумента касается того, как наблюдатель пройдет ЭД за конечное время? т < т Е ? Аргумент Зюскинда о том, что вы одновременно замираете на горизонте и падаете внутрь, является ad hoc и немного напоминает религиозное утверждение.
@lurscher: Проблема в понятии «конечное время». «конечное время» для горизонта не является «конечным временем» для решения проблемы черной дыры. Наблюдатель падает в черную дыру за конечное собственное время и попадает в белую дыру, достигая конечной точки в то же конечное собственное время. Этот аргумент не является религиозным — он основан на принципе, который был ясно сформулирован в 1960-х годах: если решение является локально Минковским, оно всегда подчиняется принципу эквивалентности. Он также предсказал и предложил AdS/CFT, так что у него есть твердые доказательства. Это позволило последовательно реконструировать физику черных дыр и струны.
"Наблюдатель падает в черную дыру за конечное собственное время" - но ЧД полностью испарится даже за более короткое собственное время, в чем он может убедиться, связавшись с внешним наблюдателем. Интересно, почему вы так упорно отказываетесь от учета испарения ЧД.
@Anixx: Я упорно отвергаю это, потому что это неправильно, хотя и очень тонко, потому что вы говорите правильные вещи. Не существует классической согласованной картины черно-белой дыры с испаряющимися дырами. Формирование делает белую дыру непостоянной, а конечная точка испарения делает непостоянной черную дыру. Проблема в том, что когда вы отодвигаете испарение в будущее, фактический процесс заключается в том, что внешний собрат просто подтягивается очень близко к горизонту на вечное время, и разница, о которой вы говорите, экспоненциально мала.
@Anixx: Если вы рисуете диаграммы Пенроуза, вы получите вводящее в заблуждение представление о том, что происходит на испаряющемся изображении (по крайней мере, вводящее в заблуждение, когда черная дыра большая). Горизонт действительно удаляется быстрее, чем вы можете упасть в белую дыру, но для белой дыры, где взрыв бесконечно далеко в будущем, вы просто попадаете в транспланковскую область во время падения. Эта проблема возникает и для излучения Хокинга в черных дырах, транспланковских в прошлое. Термодинамический аргумент обратимости черной дыры показывает вам, что обе проблемы ложны.
«Это не имеет значения, поскольку, если черная дыра находится там в течение эонов, вы не можете сказать, черная это дыра или белая дыра». Это утверждение кажется проверяемым: белая дыра должна излучать больше, чем термальная черная дыра. Я не знал, что принцип комплементарности, примененный к черным дырам, имеет проверяемые последствия.
@lurscher: Белая дыра излучает точно так же. Я думаю, вы предполагаете, что видимая сингулярность выплюнет вещи, но это предположение. Первоначальный аргумент принадлежит Хокингу: черная дыра с излучением Хокинга находится в равновесии и, следовательно, инвариантна по отношению к обращению времени, поэтому черная дыра и белая дыра физически отождествляются. Этот аргумент подтверждается построениями AdS/CFT, где любой из них является тепловым фоном на CFT.

Когда метрика Шварцшильда используется для отслеживания событий за пределами горизонта событий, существует только одна реальность, независимо от координат, используемых для проведения измерений. То есть, как подсчитано с использованием метрики Шварцшильда, независимо от того, измеряется ли оно в координатном времени или в местном (собственном) времени, черная дыра испарится до того, как частица сможет достичь горизонта событий. Это говорит о том, что физически невозможно пересечь горизонт событий. Моя статья дает более полное объяснение: Веллер Д. «Пять заблуждений, используемых для связи черных дыр с релятивистским пространством-временем Эйнштейна». Успехи физики, 2011, т. 1, 93 .

Обратите внимание, что Progress in Physics — это журнал с очень низким уровнем импакт-фактора, который был специально определен Джеффом Биллом beallslist.weebly.com/standalone-journals.html как журнал-хищник, и его не следует путать с авторитетным журналом Reports on Progress in Physics. Материал, обнаруженный только в этом журнале, следует рассматривать как крайне подозрительный.