Я пытаюсь визуализировать геометрию Шварцшильда и был бы признателен за помощь экспертов. Геометризованный радиальный ( ) Метрика Шварцшильда вне горизонта равна
Внутри горизонта метрика становится
это то же самое уравнение, только по-другому перестроенное для ясности. Радиальная координата пространственноподобна снаружи, но времениподобна внутри. Точно так же координата времениподобна снаружи, но пространственноподобна внутри. Используя симметрию, мы можем отобразить это пространство в уменьшенном количестве измерений, как показано ниже (где, очевидно, сетка построения не представляет фактические интервалы, поскольку они расширены и т. д.)
Если эта логика и сюжет верны, внутри горизонта представляет собой пространственную координату, которая не указывает на сингулярность, тем самым растягивая сингулярность в пространстве в линию вдоль этой координаты. Геодезические свободно падающих объектов (сплошные кривые внизу) и световых лучей (пунктирные кривые внизу) заканчиваются в разных точках этой линии (вертикальная ось внизу)
Верна ли эта интерпретация? Иначе где логическая ошибка и какова правильная интерпретация?
Я понимаю, что геодезические не определены в , поэтому особенность не является обычным пространственноподобным интервалом. Однако этот вопрос заключается просто в том, «растянута ли сингулярность в пространстве вдоль или "сфокусированы в точку во всех измерениях" (как многие считают).
Все координаты находятся в системе отсчета Шварцшильда удаленного наблюдателя. Этот вопрос касается геометрии пространства-времени. Любые вопросы, связанные с материей или ее плотностью в сингулярности, выходят за рамки. Я был бы признателен за ответ, а не комментарий, даже если краткий. Спасибо за вашу помощь!
РЕДАКТИРОВАТЬ: Основываясь на комментариях, этот вопрос требует более точного определения, так что вот оно:
В , является гиперповерхностью пространственноподобный и бесконечно длинный?
Или он компактен в пространстве, а не вытянут в одном измерении?
Учитывая ваше обновление, срезы однородны :
Так у вас получится обычная евклидова линия.
Непростая задача определить топологию и еще сложнее определить геометрию вашей сингулярности. Вы можете рассматривать свою сингулярность как набор времениподобных геодезических, заканчивающихся за конечное время. Вы, вероятно, захотите отождествить некоторые из этих геодезических с некоторыми другими, если они станут слишком «близкими» друг к другу. А потом как-то поставить топологию на этот набор. Но как бы вы это сделали?
Математика начинается с определений, если вы не можете дать определение, которое хотите использовать, ваш вопрос слишком расплывчат для математика. На самом деле можно дать определения, чтобы получить оба ответа: точку и точку. -размерная поверхность.
Интуиция для последнего похожа на вашу и исходит из диаграммы Пенроуза (которую можно красиво нарисовать, используя координаты Крушкала). Я не могу говорить за всех, но моя интуиция исходит из того факта, что горизонт событий — это времяподобная сфера постоянного конечного размера. Хотя вселенную я не представляю как единую точку . Но все это неточно.
Джузеппе Негро