Траектория безопасного спуска в черную дыру

Существует ли какая-то определенная траектория, по которой объект может пройти в черной дыре, не превратившись в спагетти? Я знаю, что гравитация черной дыры разорвет на части любой объект, если он упадет в один из них, но будут ли какие-либо точки или пути в гравитационном поле черной дыры, которые не воздействуют на объект, и объект продолжает двигаться к уникальность, безмятежность.

(Как и в фильме «Интерстеллар», главный герой, которого играет Мэтью МакКонахи, падает в черную дыру, не подвергаясь сфегеттизации. Я цитирую этот пример потому, что Кип Торн был научным консультантом фильма и всего моделирования черной дыры. сцена была сделана им.)

Статья по теме: здесь

Будет ли электрон (действительно объект) разорван на части? В противном случае, я думаю, что "безопасный спуск" и "черная дыра" просто несовместимы...
@JonCuster Я не уверен в этом, я знаю, что атомы распадаются на элементарные частицы. Но если мы говорим об электроне и ЧД, то либо мы должны рассматривать его как классическую частицу (которой она не является) в классическую ЧД, либо квантовую частицу в квантовую ЧД. Но я не уверен, как это может работать, поскольку я ничего не знаю о квантовой гравитации. Что вы думаете?
Навин, погуглите Interstellar псевдонаука . Это рекламировалось как солидная наука, но это не так.
Приливные силы не обязательно должны быть сильными на горизонте событий. Чем больше черная дыра, тем ниже приливные силы на горизонте, поэтому для достаточно большой черной дыры вы можете пройти через горизонт целым и невредимым. Однако приливные силы всегда стремятся к бесконечности по мере приближения к сингулярности.
Это интересный вопрос. Предположительно можно рассчитать приливную силу в системе покоя падающего наблюдателя, хотя навскидку я не знаю, как это сделать. Но как эта приливная сила будет зависеть от геодезической, по которой они следуют к сингулярности? Далеко не очевидно, что приливная сила не зависит от углового момента падающего наблюдателя. Ни один из двух (на момент написания) ответов не обращался к этому.
@JohnRennie вот что я нашел, а именно: уравнения геодезического отклонения и свойства приливных сил в метрике Керра, опубликованные в мировом научном журнале. ссылка: worldscientific.com/doi/pdf/10.1142/S2010194516601228
Ах, свойства метрики Керра технически необходимы здесь для строгого анализа, но это далеко за пределами моего нынешнего уровня образования. Так что простите меня за то, что я не использовал его в своем неполном ответе. Я бы очень хотел узнать это однажды.
@Lelouch Да, я тоже не понял сути статьи, потерянной из-за математики. Я был бы очень признателен, если бы кто-то мог упростить статью с помощью физической интуиции. Но эта статья действительно содержит зависимость или, скорее, влияние приливной силы на геодезическую, как упоминал Джон Ренни.

Ответы (2)

Нет, для (классической, шварцшильдовской) черной дыры такой траектории не существует. Как только вы минуете горизонт, вы достигнете сингулярности за конечное собственное время, и приливные силы неограниченно возрастают по мере вашего приближения к ней.

что, если это квантово-механическая черная дыра?
@NaveenBalaji: ну, у нас нет модели для такой вещи, которая хотя бы близка к работе, поэтому я думаю, что все ставки сняты.
поэтому, если классический объект, такой как человек, ныряет в ЧД, он спагеттизируется и, в конечном счете, распадается на атомы, которые далее распадаются на нуклоны и электроны; почему бы им не разбиться на кварки, лептоны и так далее?
@NaveenBalaji Я полагаю, что да. Но, насколько мне известно (я не специалист по квантовой гравитации), не существует рабочей теории, описывающей, что происходит, когда гравитация сильна по сравнению с другими силами.
так каковы потенциальные кандидаты?
@NaveenBalaji Не знаю, извините: это само по себе может быть хорошим вопросом.
Да, спасибо, я задал этот вопрос на SE.
Черная дыра IIRC Interstellar была черной дырой Керра (вращающейся), а не дырой Шварцшильда. Наблюдатель, попадающий в черную дыру Керра, может избежать сингулярности . Вопрос о том, физически правдоподобна ли внутренняя керровская геометрия, является, конечно, спорным.

Я также был довольно заинтригован этой сценой в INTERSTELLAR, и, честно говоря, я недостаточно осведомлен, чтобы комментировать такую ​​теоретическую ситуацию, но позвольте мне поделиться информацией, которую я собрал.

Приливные силы из-за массивного тела могут разрушить твердое тело из-за различных сил, действующих на различные части тела, что в конечном итоге приведет к его распаду. Предполагать М - масса черной дыры, а р - радиальная длина линии, соединяющей его центр с центром массы тела. м рядом с ним. Тогда приливное ускорение а т = 2 Δ р . г М р 3 р ^ (в радиальном направлении). Здесь Δ р обозначает расстояние частицы массы m, измеренное от ее центра. Человеческая плоть необычайно эластична и, как правило, несжимаема, но по сравнению с таким большим гравитационным полем она может растянуться на некоторую длину, прежде чем разорвется. Настоящее веселье начинается, когда р становится очень маленьким (примерно в 1000 м или около того от центра черной дыры, предположим). Вот тогда все и начнет рваться в клочья. Дочитав до этой части, вы можете подумать, что на ваш вопрос есть отрицательный ответ, но это не совсем так. Анализируя дальше, я случайно вспомнил важное высказывание из фильма «Если вы путешествуете достаточно быстро, вы можете избежать сингулярности и выжить». Кто-то из его команды сказал это Мэттью МакКонахи в фильме. Видите, где это происходит? Помните, что настоящее удлинение и разрывание в клочья начинается, когда р 3 достаточно мал, чтобы сделать даже что-то такое маленькое, как Δ р значительный. Итак, если объект м направлен с прицельным параметром(относительно центра М) б что намного больше, то р 3 никогда не должен быть достаточно маленьким. Но для этого м нужно будет двигаться безумно быстро, иначе он никогда не сможет промахнуться по центру (из-за огромного гравитационного притяжения). Картина выглядит примерно так:введите описание изображения здесь

Надеюсь, это как-то помогло, хотя даже я не очень доволен этим.

PS : Чего я вообще не мог узнать, так это того, что произойдет, если я один раз промахнусь по центру. Оказавшись внутри горизонта событий, технически он не может покинуть черную дыру (или может?). Что произойдет тогда? Опять же, безумные скорости могут спасти его, но это может случиться только несколько раз, и в конце концов он окажется в сингулярности, не так ли? Любые разъяснения приветствуются.

Большое спасибо за ответ. Значит, прицельный параметр космического корабля, в котором он находился, был настолько велик, что р 3 не должен был быть маленьким. Но если вы помните, корабль был мёртв и в фильме он оторвался от основного корабля, поэтому у него не было больших скоростей, когда он двигался в ЧД. Так это же не имеет смысла?
Эту часть я не могу объяснить. Однако я отчетливо помню совет «ехать быстро». Возможно, когда он падал с космического корабля, он имел достаточно большую скорость, которая сообщалась ему при отрыве, из-за чего прицельный параметр был отличен от нуля.
Ох, хорошо. Любая идея о том, как рассчитать скорость, с которой они должны пройти, чтобы быть «невозмущенными и незатронутыми» ЧД?
Я могу предложить классический, нерелятивистский подход. Проще говоря, это будет очень приблизительная оценка. Для простоты предположим черную дыру Шваршильда. Пусть b обозначает минимальное безопасное расстояние от сингулярности. Тогда mv^2/b = GM/(b^2) должно дать вам скорость на расстоянии b. Его скорость запуска может быть рассчитана из этой информации и некоторых других, таких как угол запуска, расстояние запуска, используя сохранение углового момента в движении центральной силы.
В «Интерстеллар» мы имеем дело с вращающейся черной дырой, в этом случае вполне возможно избежать сингулярности, но с черной дырой Шварцшильда вы не можете ее пропустить, даже если вы фотон, движущийся со скоростью света.
Траектория безопасного спуска в черную дыру
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v