Можем ли мы проверить структуру черной дыры, наблюдая за объектом на орбите?

Можем ли мы определить физическую структуру черной дыры, наблюдая ее гравитационное воздействие на объекты на орбите? Есть три возможности, которые я вижу и хотел бы проверить:

  1. Сингулярность в центре. Традиционное представление о том, что в центре есть сингулярность (например, вся масса сосредоточена в центре).

  2. Структура, в которой черная дыра полностью заполнена материей внутри горизонта событий. Мое предложение из-за гравитационного замедления/остановки времени (например, сингулярность не сформируется, пока не пройдет бесконечное количество времени). Если ответ на мой вопрос по этому вопросу здесь правильный, мы должны рассмотреть возможность 2 или 3: накапливается ли вещество сразу за горизонтом событий черной дыры?

  3. Полая оболочка с материей только на / рядом с внешним краем горизонта событий - мое предложение в сочетании с поведением «парового пузыря», как намекается в некоторых ответах на связанный вопрос.

Будут ли эти три возможности гравитационно различаться способами, которые можно наблюдать (например, наблюдая за звездами на орбитах), или они будут идентичны снаружи? Если бы они давали разные результаты, мне бы очень хотелось посмотреть, какой результат мы наблюдаем на самом деле! Мы наблюдали звезды, вращающиеся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре галактики. http://scitechdaily.com/astronomers-discover-star-orbiting-the-black-hole-at-center-of-the-milky-way/

Это может полностью противоречить эйнштейновской гравитации, но в ньютоновской модели нет заметной разницы между оболочкой с однородной массой и точкой, которая содержит всю массу, но не входит внутрь оболочки. Сфера такая же, потому что она состоит из множества оболочек.
Идеальная сфера снаружи должна быть такой же, как точечная сингулярность в центре, но любое изменение будет слегка заметно с орбиты. Подразумевает ли это формирование материи снаружи, по существу замерзающей со временем, когда замедление времени становится бесконечным, или же это была какая-то неоднородная форма внутри, я не уверен, что это можно было бы различить. Я не думаю, что мы могли бы наблюдать это со звездами, вращающимися вокруг черной дыры СМ в центре галактики. Звезды слишком податливы. Для этого вам, вероятно, понадобится чувствительное оборудование на орбите черной дыры.
Может быть, одно из трех пространственных измерений «свернется» на горизонте событий, распространив всю падающую материю в двухмерный «пузырь». Кроме того, возможно, этот феномен приводит к тому, что пространство-время заканчивается на горизонте событий, в результате чего внутренность черной дыры на самом деле вообще ничего не значит. Это устранило бы всю суетливую физику о том, как может существовать сингулярность.

Ответы (1)

Комментарии от @userLTK и @Lacklub верны.

Предположим, что есть объект радиуса р и масса М , с ньютоновской точки зрения, если вы находитесь в другом радиусе р , такой, что р > р , то нет никакой разницы в опыте гравитационного поля объектом на р если масса растекается по оболочке радиусом р или если его концентрация где-то между р знак равно 0 и р знак равно р . GR мало что делает, чтобы изменить это, и на самом деле, если р >> р , то результат конечно точно такой же.

Теперь о черных дырах, все взято из Wiki https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole

Физические свойства «Простейшие статические черные дыры имеют массу, но не имеют ни электрического заряда, ни углового момента… Это означает, что нет заметной разницы между гравитационным полем такой черной дыры и полем любого другого сферического объекта такой же массы».

Таким образом, в основном, если вы находитесь за пределами горизонта событий (не то чтобы вы знали, где он был), ваш опыт с черной дырой такой же, как с планетой или звездой такой массы.

Снова из той же статьи вики:

Сингулярность «В центре черной дыры, как описано в общей теории относительности, находится гравитационная сингулярность, область, где кривизна пространства-времени становится бесконечной... Можно также показать, что сингулярная область содержит всю массу раствора черной дыры. ".

«Это можно показать» отсылает к странице 204 Кэрролла, Шон М. (2004). Пространство-время и геометрия. У меня сейчас нет с собой моей копии, поэтому я не могу ее найти, но я бы сказал, что помню, как читал в Кэрролле в свое время.

Наконец, позвольте мне добавить, что как только что-то попадает в горизонт событий черной дыры, пути назад уже нет. Таким образом, мы действительно должны спросить себя, как информация о «вещах» внутри горизонта событий может прийти к нам? Мне нравится ваша идея получить некоторые косвенные доказательства, и, возможно, гравитационные волны прольют свет на эту тему, но я не думаю, что существует какой-либо известный способ получить прямой доступ к чему-либо за горизонтом событий.

«GR мало что делает, чтобы это изменить». ОТО ничего не делает , чтобы это изменить, если только масса не вращается.
Можем ли мы проверить структуру черной дыры, наблюдая за объектом на орбите?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v