Столкновение черной дыры и белой дыры

В этом вопросе есть несколько ошибочная предпосылка о том, что белая дыра и черная дыра (или что-то еще в этом отношении) могут столкнуться. На самом деле белая дыра определяется как область пространства-времени, куда ничто не может проникнуть извне, или, говоря математическим языком, это максимальное расширение черной дыры (часть вечной черной дыры, которая не образовалась в результате гравитационного коллапса). .

Эту идею лучше всего можно рассмотреть в терминах координатных диаграмм Крускала, особого вида пространственно-временных диаграмм, в которых выполняется предварительное преобразование координат . У этих диаграмм теперь есть забавное свойство: нулевые геодезические (в основном лучи света) следуют путям под углом 45 градусов от положительной оси y. «Белая дыра» на графике ниже — это область IV, и, как вы можете видеть, даже свет из-за пределов этой области теоретически не может проникнуть в нее. На самом деле она определяется как область, куда теоретически не может попасть нулевая геодезическая, а только как область, из которой могут выходить частицы. Следовательно, по самому определению белой дыры белая дыра не может столкнуться с черной дырой (видно в области II этой диаграммы).

Белая дыра - невозможный объект во Вселенной.

Математически это черная дыра в инвертированном времени. Это можно интерпретировать как черную дыру во Вселенной, где второй закон термодинамики инвертирован, то есть энтропия всегда уменьшается.

Поскольку второй закон термодинамики носит вероятностный характер, белую дыру можно рассматривать как крайне маловероятное состояние черной дыры: состояние, в котором она поглощает излучение Хокинга с высокой энтропией и выдыхает объекты с низкой энтропией, а не наоборот.

В теориях, рассматривающих столкновения между объектами, имеющими противоположные стрелы времени, обычно выводят, что при таком столкновении объект с обратной стрелой времени быстро изменит направление своего времени, для чего достаточно лишь микроскопического возмущения. Это означает, что в гипотетической вселенной, где есть черная и белая дыры, через короткое время после их первого взаимодействия белая дыра станет еще одной черной дырой, так что в итоге в системе останется две черные дыры.

Следует отметить, что во Вселенной, достигшей термодинамического равновесия, нет разницы между черной и белой дырой, обе ведут себя одинаково: потребляют и излучают высокоэнтропийное излучение.

Черная дыра почти такая же, как белая дыра.

Результат Хокинга доказывает, что это, по сути, один и тот же объект, поэтому в результате получится черная дыра с радиусом, превышающим сумму радиусов черной дыры и «белой дыры».

Я всего лишь студент, поэтому, возможно, кто-то из других участников может дать более подробный ответ.

редактировать: я подразумевал, но не сказал прямо, что из-за того, что белая дыра такая же, как и черная дыра, ваш вопрос становится «что является результатом столкновения между двумя черными дырами», поэтому ответ такой, как я сказал выше. Я взял белую дыру в кавычки, потому что на самом деле это просто еще одна (возможно, меньшая или большая) черная дыра.

В полностью симметричной во времени ситуации и в предположении, что Вселенная не содержит никаких других полей, кроме двух черно-белых дыр, единственный способ определить предпочтительное направление времени — посмотреть, какая из двух дыр имеет большую энтропию.

Каждая дырка имеет энтропию, пропорциональную квадрату ее массы. если$M_{bh} \gg M_{wh}$, то белую дыру можно рассматривать как «временную флуктуацию» на фоне направленного вперед термодинамического роста (используя соглашение, что черные дыры увеличивают свою энтропию «вперед» во времени), в случае, когда$M_{bh} \ll M_{wh}$Наоборот: предпочтительная термодинамическая стрелка направлена ​​назад, а черная дыра — это временная флуктуация, направленная вперед.

В случае, когда$M_{bh} \approx M_{wh}$нет предпочтительного термодинамического направления времени. Если рассматривать термодинамическое время как поток, это будет фиксированная точка.

Вероятно, белых дыр, в отличие от черных, не существует. Причина в непреодолимой сингулярности от черной дыры до области белой дыры. Причина, по которой люди верили в белые дыры, заключалась в том, что полное расширенное решение проблемы пространства-времени черной дыры было неизвестно. Было время, когда физики считали, что АЯГ на самом деле были белыми дырами, а не сверхмассивными ЧД. Я сказал «вероятно», потому что это все теоретические модели, которые, хотя и имеют подтверждающие доказательства, все же являются спекулятивными. Итак, в ОТО сегодня нет ничего, что можно было бы назвать белой дырой. Червоточины — это не белые дыры, а гипотетические объекты, нарушающие принцип сильной энергии в ОТО. Я научился не говорить, что чего-то не существует, потому что так говорят общепринятые теории. Возможно, в квантовой гравитации действительно существуют белые дыры. потому что эта теория может устранить сингулярности. В настоящее время мы не знаем. Если они существуют в какой-то еще не реализованной теории, то их столкновение и/или рождение относительно ЧД будет очень интересной проблемой.

Технически вы бы сказали, что черная дыра — это причинная область, которая не находится в прошлом какой-либо точки во внешней вселенной. Точно так же белая дыра должна быть каузально предшествующей любой точке внешней вселенной. Это идеальное описание Большого Взрыва. Математически внутри черной дыры существует сингулярность, где материя бесконечно сжимается. Однако я не верю, что во Вселенной существует более одной сингулярности. Все черные дыры, с нашей точки зрения, представляют собой застывшие участки времени и пространства, и сингулярность внутри них «возникнет» — в некотором смысле — только в конце Вселенной. Следовательно, черная дыра никогда не могла бы встретиться с белой дырой, кроме как в одном смысле: поскольку и сингулярность в начале, и в конце Вселенной находятся «вне времени», они вполне могут быть одной и той же сингулярностью, это, безусловно, решило бы вопрос о том, откуда все взялось! Так что черные дыры и Большой взрыв — это две стороны одной медали. В другом смысле вы не можете столкнуться с ними, они вечно связаны друг с другом.

Нет, Хокинг не доказал, что белая дыра и черная дыра — одно и то же, и ни он, ни кто-либо другой никогда не смогли этого сделать. Мы можем только доказать существование того, что мы можем сделать реальными наблюдениями, но я дам вызов тому, кто готов принять, гравитационное поле в самом пространстве-времени ничто! ускользает от черной дыры, если кто-то верит, что Вселенная конечна, то объясните мне, почему она расширяется, а не сжимается?

Поскольку я могу думать только об очень сложных сценариях, ни один из которых не имеет особого смысла. Но я не верю, что вселенная конечна, вселенная полна странных противоречий даже на самом фундаментальном уровне, поэтому многие ученые начинают думать, что вселенная голографична. Если это так, то мы не можем сказать, что создало проектор, потому что наш мозг не может выйти за рамки компьютерной программы. Но я лично не верю в этот сценарий, хотя он гораздо логичнее, чем фея, машущая раной и говорящая да будет свет.

Еще один любительский ответ: энергия Белой Дыры выпуклая, а энергия Черной Дыры вогнутая, поэтому они не могут приблизиться друг к другу. Две черные дыры могут приблизиться друг к другу; две белые дыры могут приблизиться друг к другу. Но белые дыры и черные дыры волшебным образом отделены друг от друга почти так же, как материя и антиматерия отделены друг от друга.

Белая Дыра и Черная Дыра — это одно и то же, только находящиеся на разных стадиях своей жизни — Белая Дыра — это Стадия Расширения; Черная дыра — это рецессивная или замкнутая стадия. Белые Дыры снова и снова становятся Черными Дырами в течение своего жизненного цикла.

Черная дыра в одном измерении фактически является белой дырой в противоположном измерении. Черная дыра в этом измерении эффективно строит антивселенную в противоположном измерении.