Очень массивное релятивистское тело [дубликат]

Вы наблюдаете массивный объект (вероятно, нейтронную звезду), и он движется относительно вас со скоростью, значительно меньшей скорости света. Масса объекта чуть меньше массы, необходимой для образования черной дыры соответствующего размера (т. е. если добавить относительно небольшое количество массы или сжать текущую массу, получится черная дыра). В движущейся системе отсчета объект не является черной дырой и не имеет достаточной плотности, чтобы образовать ее.

Интересная головоломка заключается в том, что, с вашей точки зрения, длина объекта сокращается. В этом случае, если бы объект той же массы имел размер, который вы наблюдаете из-за сокращения длины, он имел бы достаточную плотность, чтобы образовать черную дыру. Очевидно, вы не наблюдаете, как движущийся объект становится черной дырой, потому что на самом деле он этого не делает, но вы наблюдаете то, что кажется объектом достаточной плотности, чтобы стать черной дырой, но не является черной дырой.

Что делает это возможным? По какой-то причине наблюдаемая масса из вашей системы отсчета отличается? Разве то, что вы наблюдаете, не имеет значения? Это что-то другое?

Я думаю, что закон релятивистского гравитационного поля отличается с точки зрения движущегося наблюдателя, так что оба наблюдателя одинаково подтвердили бы, существует ли черная дыра. Связанные с этим расчеты для движущегося гравитационного поля, вероятно, сложны.
Вы должны быть знакомы со всевозможными оптическими эффектами в повседневной жизни, которые меняют то, как вещи выглядят для вас, не затрагивая самих вещей. Например, вы можете спросить, действительно ли объекты сжимаются при удалении. Ваш вопрос очень похож.
Дубликат: physics.stackexchange.com/q/3436 и связанный с ним: physics.stackexchange.com/q/28422

Ответы (4)

Решение для черной дыры, о котором вы говорите, — это решение Шварцшильда, применимое к статическому центрально-симметричному объекту. Если объект движется в вашей системе отсчета, он не статичен, поэтому это решение не применимо в ваших координатах. Другими словами, пространство-время Шварцшильда не является лоренц-инвариантным, как и большинство вещей в общей теории относительности.

Самый простой способ решить эту проблему — описать объект в его системе отсчета, а затем использовать принцип эквивалентности, согласно которому физика не зависит от системы отсчета. Если объект не является черной дырой в собственной системе покоя, то по принципу эквивалентности этот объект не является черной дырой ни в одной системе отсчета.

В этом так много смысла; Я не думал о проблеме с этой точки зрения!
Если я правильно понимаю, что вы говорите, сокращение длины ничего не меняет, потому что радиус Шварцшильда также подвергается сокращению длины?
Да, сокращение длины — это проекция одной системы отсчета на другую в гиперболической геометрии. Это не то, что физически происходит с объектом, а только с нашим взглядом на него. Летящая к вам нейтронная звезда эквивалентна тому, что вы летите к ней, и в ней явно ничего не изменится из-за этого. Сокращение длины похоже на то, как ваша тень становится короче по мере восхода Солнца. Реальный эффект, проекция, а не то, что происходит с вами на самом деле. Кроме того, проекции в искривленном пространстве-времени сложны, поэтому в целом преобразование Лоренца можно применять только локально.

Что делает это возможным?

Это называется релятивистской механикой, в ней должны использоваться специальная математика и определения относительности.

По какой-то причине наблюдаемая масса из вашей системы отсчета отличается?

То, что наблюдают в инерциальной системе отсчета, когда вы находитесь в состоянии покоя, является так называемой релятивистской массой . Это функция скорости, поэтому она не является инвариантной. Неизменна длина четырех векторов r, характеризующих звезду:

инвмасс

где м 0 является инвариантной массой, а релятивистская масса связана с инвариантной массой с

м р е л / м 0 "=" γ

и это γ что дает функцию скорости.

Разве то, что вы наблюдаете, не имеет значения? Это что-то другое?

То, что вы наблюдаете, имеет значение, а еще что-то, что вам нужна математика специальной теории относительности, чтобы получить инвариантную массу системы из наблюдаемой скорости этой системы.

Плотность определяется в системе покоя системы. Уравнения общей теории относительности превращаются в специальную теорию относительности в плоских пространствах, а ваша проблема находится в плоском пространстве, если речь идет о массах и скоростях.

Сокращением длины подвергается не только объект. Но и радиус Шварцшильда будет уменьшаться в направлении скорости наблюдателя. В основном будет поперечный радиус Шварцшильда, а также продольный радиус Шварцшильда. Но ваш продольный и поперечный радиус нейтронной звезды не будет меньше соответствующего радиуса Шварцшильда. Так что наблюдатель не увидит, как ваша нейтронная звезда станет черной дырой.

Я наблюдаю объект, масса которого в моей системе отсчета достаточно велика, чтобы образовать черную дыру, если бы она была его массой покоя . Однако, наблюдая за ним, я понимаю, что он имеет огромную скорость. Итак, я снова вычисляю его массу покоя, то есть его массу в собственной системе отсчета, обнаруживаю, что она ниже порога, и делаю вывод, что это не черная дыра.

Ведь, как вы сами говорите, не имеет значения, что вы наблюдаете , важно только то, что происходит в кадре самого объекта.

Это не то, о чем спрашивает ОП.
@ Альфред Дело не в массе, а в плотности. Масса неизменна. Даже если вы используете релятивистскую продольную или поперечную массу, ситуация становится хуже, и плотность измеряется намного больше с точки зрения движущегося наблюдателя.
@Мохаммад Джаваншири Масса или плотность массы - все это не имеет значения. Единственное, что имеет значение, это то, что имеет место в системе отсчета объекта. То, что видит наблюдатель, не имеет значения, ему просто нужно вычислить, какова ситуация в кадре наблюдаемого объекта.
Очень массивное релятивистское тело [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v