Погружение в заряженную (Рейснера-Нордстрема) черную дыру

По-видимому, в этом типе черной дыры есть два горизонта событий, второй из которых известен как горизонт Коши. По словам Кэрролла, если вы войдете в первую, вы будете падать, пока не дойдете до второй, после чего вы сможете свободно передвигаться. Отсюда вы можете избежать сингулярности и снова пересечь горизонт Коши (я не уверен, что понимаю, как, разве горизонт не является нулевой поверхностью? не означает ли это, что вы должны путешествовать со скоростью света, чтобы пересечь это?). Отсюда вы обязательно будете двигаться в возрастающем радиальном направлении, пока не будете изгнаны из черной дыры.

Где вы окажетесь в пространстве-времени? Как сторонний наблюдатель может увидеть, как вы выходите, если он никогда не видел, как вы падали? Я читал, что это своего рода червоточина. Кэрролл говорит, что это похоже на выход из белой дыры в другую вселенную, но потом он говорит, что вы можете вернуться обратно, но я думал, что ничто не может войти в белую дыру...

Ответы (1)

Я не знаю ответа для случая с двумя горизонтами (неэкстремальный случай), но когда есть только один (то есть экстремальный случай: Q=M в подходящих единицах и общепринятом обозначении заряда и массы), вот как это работает.

Заметим сначала, что в экстремальном случае времениподобная координата вне черной дыры остается времениподобной внутри нее. Это главное отличие от неэкстремального случая и от черной дыры Шваршильда.

Давайте посмотрим, что происходит с зондами и наблюдателями в этой вселенной. Как вы упомянули, наблюдатель, находящийся в покое в системе координат RN и за пределами горизонта, никогда не увидит, как падающий объект (скажем, массивный зонд, то есть тело с небольшой массой по сравнению с массой черной дыры) пересекает горизонт. С другой стороны, падающему телу требуется конечное количество собственного времени, чтобы пересечь горизонт. Зонд, однако, не встретит (подобную времени) сингулярность. Он автоматически на некотором конечном расстоянии от сингулярности «отскочит» назад и «вернется» к горизонту. Это не противоречит причинно-следственной связи, поскольку радиальная координата в этой области по-прежнему подобна пространству. Затем зонд снова пересечет горизонт (но на этот раз изнутри наружу!), и можно показать, что все это достигается за конечное собственное время.

Таким образом, мы приходим к загадке: где сейчас зонд? Мы знаем, что это за горизонтом. Но с другой стороны мы знаем, что он не может быть в том же пятне, что было до падения в черную дыру, так как для статичных наблюдателей в этой области нерв зонда пересек горизонт. Решение этой загадки просто в том, что зонд прибыл в новый участок пространства-времени, соответствующий внешней стороне горизонта.

(Это чем-то похоже на черную дыру Шваршильда, где вы видите, что есть световые лучи, которые как бы исходят «от» черной дыры, но поскольку из нее невозможно убежать, световые лучи должны исходить из нового пятна, которое соответствуют внутренней части черной дыры, которую тогда называют белой дырой.)

Повторяя приведенные выше рассуждения, мы видим, что согласованность различных точек зрения в экстремальной RN-вселенной требует, чтобы она содержала бесконечное количество патчей.

Я не знаю обсуждения для неэкстремального случая, но я надеюсь, что по крайней мере некоторые аспекты вашего вопроса теперь более ясны.

Ваше здоровье

Взгляните на диаграмму Пенроуза пространства-времени (это для Вопрос М ) здесь, вероятно, будет полезно: jila.colorado.edu/~ajsh/insidebh/penrose_rn.gif
Да, это помогает, спасибо. Когда вы говорите, что прибываете в новый участок пространства-времени после выхода из черной дыры, вы имеете в виду, что он находится в другой вселенной или просто не там, где в пространстве-времени он был раньше? Для кого-то, кто наблюдает, как что-то покидает черную дыру, для него это все еще черная дыра? или это просто белая дыра, в которую он не может попасть? Диаграмма, кажется, предполагает, что это другая вселенная ... два человека, следующие одним и тем же путем, обязательно окажутся в одной и той же вселенной, или это вообще возможно сказать?
Когда путешественник пересекает горизонт изнутри, он попадает в другую область Вселенной, соответствующую r большему, чем радиус черной дыры. Для наблюдателей, находящихся в покое (в координатах RN) в этом новом регионе, путешественник выглядит как спасающийся от белой дыры. Путешественники, следующие одинаковыми путями, оказываются в одном и том же месте.