Может ли существовать прямой стержень рядом с черной дырой или внутри нее?

Черная дыра определяется как часть пространства-времени, где гравитация настолько сильна, что кривизна пространства-времени достигает экстремальных уровней. Даже свет не может убежать.

https://en.wikipedia.org/wiki/Черная_дыра

Теперь, когда пространство-время искривлено внутри черной дыры, материя тоже искривлена ​​внутри черной дыры?

Может ли внутри черной дыры существовать что-то прямолинейное (трехмерное)? Я имею в виду, кроме направления на сингулярность.

Если прямой (3D) стержень (не лежащий по направлению к сингулярности) войдет в гравитационную зону черной дыры, изогнется ли он?

введите описание изображения здесь

Гравитация искривляет пространство-время вокруг черной дыры в соответствии с ОТО, и даже траектория фотона искривляется (на самом деле это прямая линия в четырехмерном пространстве-времени).

Вопрос:

  1. Будет ли теперь стержень изгибаться рядом с черной дырой из-за искривления пространства-времени или останется прямым, и в какую сторону он будет изгибаться?
Это зависит от того, как вы определяете «прямой». Обычно мы можем определить «прямо» как путь луча света в вакууме. Использовали бы мы то же определение вблизи черной дыры?
@safesphere Согласно принципу эквивалентности Эйнштейна, локальное свободное падение является инерционным без приливных сил. Это неправильно. Вы не ожидали никаких приливных сил только в том случае, если палка бесконечно мала. Для палки любой конечной длины невозможно, чтобы вся палка одновременно находилась в свободном падении, что приводит к возникновению приливных сил.
@ S.McGrew правильно, если мы используем определение с путем фотона, будет ли стержень согнут таким же образом?
@safesphere Я полагаю, что мой вопрос 2. Будет ли стержень согнут, как путь фотона?
«Нормально» означает в обычных условиях — в плоском пространстве. «Прямо» в искривленном пространстве должно быть обобщением «прямо» в плоском пространстве.

Ответы (1)

Это зависит от жесткости палки, но поскольку все приливные силы конечны, в случае невращающейся черной дыры теоретически должна быть возможность иметь вокруг нее прямую палку (в принципе, как и вокруг Земли, где свет также слегка изогнутый, но это все еще можно компенсировать на палке).

Одна вещь, которую вам нужно будет выбрать, это геометрическое определение прямой линии, если вы определите ее с помощью световой линейки, прямая линия также может быть замкнутым кругом (если она проходит точно вокруг фотонной сферы), или вы можете определить ее как локально изогнутые, но прямые в какой-либо произвольной системе координат, например, неподвижного или свободно падающего наблюдателя.

Это также возможно внутри черной дыры, хотя палка должна была бы находиться в свободном падении, поскольку палка, одна часть которой находится снаружи черной дыры, а другая уже внутри, сломалась бы, если бы часть вне черной дыры оставалась неподвижной.

Ближе к сингулярности дифференциал локальной скорости свободного падения между различными частями палочки в конце концов превысит c (когда именно это произойдет, зависит от длины палочки и массы черной дыры), тогда палочка должна будет согнуть (или сломать, если он жесткий).

С вращающейся черной дырой дело обстоит иначе, так как дифференциал скорости перетаскивания рамки от одной части палки к другой может превышать скорость света даже за пределами горизонта (но внутри эргосферы), и в этом случае даже максимально жесткая палка должна была бы сломаться.

Все неправильно, это ваше заблуждение, потому что вы, кажется, используете внешние координаты букипера для внутренней части вместо Финкельштейна или Гуллстранда 🤡 Конечно, для этого может быть действующая система отсчета, например, в системе координат наблюдателя, сидящего в нижней части падающей палки вполне возможно, что верхняя часть палки все еще находится за горизонтом. В кадре внешнего букипера все части палочки всегда находятся за горизонтом из-за гравитационного замедления времени и шапиро-запаздывания, но не в кадре уже попавшего наблюдателя.
Ах, я помню, вы тот самый парень, у которого есть собственная интерпретация теории относительности, которая противоречит общему мнению. Конечно, вы имеете право на свою собственную теорию, но общее мнение состоит в том, что вы можете пересечь горизонт за конечное собственное время и не заметить ничего особенного, пересекая его. Если вы мне не верите, см. MTW, § 25.5: i.imgur.com/MhUdfy4.png
Но если вы думаете, что я ошибся, а вы поняли правильно, не стесняйтесь написать лучший ответ, я обещаю, что не буду минусовать его, но если вы действительно думаете, что ни один кадр не может достичь горизонта, я боюсь, что это сделают другие.
@safesphere — Сколько процентов пользователей Stackexchange согласны с вашей интерпретацией? Ваши ссылки только на arxiv и wordpress, и я никогда раньше не слышал об этих авторах. Я думаю, что MTW является более авторитетным источником, чем некоторые безымянные статьи в arxiv и wordpress, но если вы сомневаетесь в моих словах, почему бы не написать собственный ответ, а не просто комментарии, и не пойти на очки репутации? Как уже было сказано, я не буду отрицать это, и если вы действительно правы, другие проголосуют за ваш ответ.
@safesphere, твоя логика глубоко ошибочна.
Arxiv — это сайт «препринтов» (служащий для выявления реакции на статьи по физике перед их публикацией с часто исправляемыми изменениями), который поддерживается Корнельским университетом, очень престижным американским учебным заведением: препринты на нем находятся в свободном доступе.
Может ли существовать прямой стержень рядом с черной дырой или внутри нее?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v