Превышает ли скорость убегания черной дыры ccc *до* создания сингулярности?

Как ответвление вопроса Можем ли мы иметь черную дыру без сингулярности? Мне любопытно, наступает ли точка невозврата, в которой массивный объект обречен стать сингулярностью, до того, как его скорость убегания превысит с ?

Я представляю процесс создания черной дыры как петлю положительной обратной связи коллапса, и скорость убегания быстро проносится мимо. с на пути к тому, чтобы стать сингулярностью, но не обязательно в тот самый момент, когда она становится сингулярностью. Это означало бы, что да, черная дыра (или, возможно, ее лучше назвать «темной звездой») может существовать в течение короткого промежутка времени (порядка времени доски?) без сингулярности, но положительная обратная связь гарантирует, что сингулярность будет создана. Есть ли правда в этом утверждении, как мы его знаем?

Ответы (2)

Мы можем представить коллапс объекта (например, звезды) с помощью причинно-следственной диаграммы Пенроуза, которая выглядит следующим образом:

Диаграмма Пенроуза

Проблема в том, что теперь мне нужно объяснить, что такое диаграмма Пенроуза, но это была бы длинная статья сама по себе. Вертикальная ось представляет собой времяподобную координату, а горизонтальное расстояние от вертикальной пунктирной линии представляет собой своего рода радиальное расстояние. Одним из ключевых моментов этих диаграмм является то, что световые лучи всегда проходят под углом 45º. Вскоре вы поймете, почему это важно.

Зеленая линия показывает поверхность разрушающегося объекта, а красная линия показывает сингулярность. Вы можете быть немного озадачены тем, что сингулярность — это линия, а не точка, но помните, что это диаграмма пространства-времени , поэтому каждая точка в пространстве описывает линию по мере своего движения во времени.

Если мы рассмотрим луч света, испускаемый с поверхности звезды, то этот луч света будет проходить под углом 45º из левого нижнего угла в правый верхний, как нарисованная мной синяя стрелка. Должно быть очевидно, что каждый луч света, испускаемый после синей стрелки, должен попасть в сингулярность, поэтому синяя стрелка показывает время, в которое формируется горизонт событий. Также должно быть очевидно, что это происходит до образования сингулярности.

Таким образом, ответ на ваш вопрос заключается в том, что да, горизонт формируется до того, как формируется сингулярность.

Но ...

Вертикальная ось – это не время, как мы с вами понимаем. На самом деле это времяподобная координата в из координат Крускала-Секереса , которые были дополнительно преобразованы, чтобы отобразить бесконечную ось времени на конечную линию. Отображение сохраняет причинно-следственную связь, поэтому что-то в более позднее «время» не может вызвать что-то в более раннее «время». Таким образом, можно уверенно утверждать, что сингулярность формируется «после» горизонта. Но это никоим образом не соответствует времени, которое вы могли бы измерить своими часами. На самом деле, согласно вашим часам, ни горизонт, ни сингулярность никогда не сформируются, т.е. для формирования обоих потребуется бесконечное время.

Хорошая схема! Я представляю логарифмическую шкалу (без значений, просто меньшие интервалы по мере подъема) на линии t , чтобы проиллюстрировать «сжатие» (или расширение?) времени из внешней системы отсчета по мере приближения t к сингулярности. .

Чтобы добавить к очень хорошему ответу Джона, я подчеркну момент, который делает определение времени, когда образуется черная дыра, немного странным: это зависит от знания всей будущей эволюции.

Внутренняя часть черной дыры состоит из точек, из которых нельзя уйти в бесконечность. Но чтобы быть уверенным в том, что вы сможете сбежать, нужно знать, что ничто драматическое в будущем вас не остановит.

Например, прямо сейчас мы можем сидеть в черной дыре: какие-то инопланетяне могут замышлять обрушить на нас огромную оболочку материи, настолько большую, что даже свет, который мы излучаем сейчас, будет втянут обратно, когда материя прибудет. Но нет ни сингулярности, ни хотя бы достаточно сильного искривления, чтобы сделать ньютоновскую гравитацию недействительной!

Это одно из проявлений идеи о том, что (по крайней мере, в классической гравитации) нет ничего особенного в том, что происходит на горизонте событий.

Превышает ли скорость убегания черной дыры ccc *до* создания сингулярности?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v