Закрытая лаборатория свободно падает и приближается к горизонту событий черной дыры. Влияют ли измерения физических констант?

Закрытая лаборатория находится в состоянии совершенного свободного падения и, следовательно, является инерциальной системой отсчета. Эта лаборатория приближается к горизонту событий черной дыры. Лаборатория достаточно мала, а горизонт событий достаточно велик, чтобы можно было игнорировать приливные эффекты. Физик изначально не подозревает о близости лаборатории к горизонту событий.

Когда лаборатория приближается к горизонту событий, обреченный физик проводит эксперименты по определению скорости света и других физических констант, основанных на времени (у которых есть единицы, содержащие некоторую функцию секунды), такие как G.

1. Влияют ли физические измерения c, G и т. д. в этой инерциальной системе отсчета на гравитационное замедление времени?

2. Если нет, то может ли физик провести какой-нибудь эксперимент, который показал бы, что лаборатория находится в свободном падении в чрезвычайно мощном и увеличивающемся гравитационном поле?

-----Ответы-----

Safesphere: Мой вопрос был таков: «Изменятся ли измерения (без учета приливных эффектов) по мере того, как лаборатория приближается к горизонту событий?» Правильный (ваш) ответ был: Да, на измерения будут влиять приливные эффекты, которые неизбежны в радиальном направлении, независимо от того, насколько мала лаборатория конечного размера и насколько прямой локальный край горизонта событий. Мой вопрос оказался некорректным, спасибо за поправку.

«тогда вы бы измерили скорость света как близкую к нулю на потолке и нормальную на полу».

Отличное замечание, насколько я понимаю, это то, что физик / измерительное оборудование на полу найдет с потолком на горизонте событий.

Чтобы расширить этот момент, давайте уточним и посмотрим на мгновенный момент, когда лаборатория высотой H (в этот момент) приближалась к горизонту событий невращающейся черной дыры массы M и радиуса Шварцшильда R так, что пол только касается горизонт событий и остальная часть лаборатории остаются за горизонтом. G и c имеют секунды$^2$и секунды соответственно в знаменателе их единиц, поэтому должны идти в том же направлении.

Проведенный эксперимент представляет собой 3 набора из двух «маленьких» сфер массы m, удерживаемых твердо с их центрами на расстоянии 1 метра друг от друга на полу, в центре и на потолке. Эти сферы высвобождаются в тот момент, когда пол касается горизонта событий. (Принимая во внимание комментарий Safesphere о том, что этот момент длится всего около 0 секунд) измерительное оборудование нашего физика в центре комнаты каким-то образом способно наблюдать бесконечно малое расстояние, пройденное в этот момент, и вычислять соответствующую силу для каждого из 3 наборов.

Учитывая замедление времени, я думаю, что расчетные силы будут следующими:

Этаж --> 0 (хотя свет от этого эксперимента никогда не достигнет наблюдателя)

Центр -->$Gm^2/1^2 = Gm^2$

Потолок -->$\dfrac{1 - \dfrac{2GM}{(R + H)c^2}}{1 - \dfrac{2GM}{(R + H/2)c^2}}Gm^2$. Таким образом, G будет наблюдаться как большое значение на потолке.

Таким образом, значения c в другом эксперименте, наблюдаемом из центра комнаты, будут рассчитываться как пол = 0 (следовательно, не может наблюдаться), центр = c и

Потолок -->$\sqrt{\dfrac{1 - \dfrac{2GM}{(R + H)c^2}}{1 - \dfrac{2GM}{(R + H/2)c^2}}}c$. Таким образом, с будет наблюдаться большое значение.

Из ответа Дейла я сделал вывод, что если бы лаборатория была достаточно маленькой и достаточно далеко от горизонта событий, так что радиальные приливные эффекты не поддавались измерению, замедление времени наблюдаемых экспериментов было бы точно компенсировано замедлением часов физиков, так что любые физики внутри закрытой лаборатории не сможет определить их затруднительное положение.