Побег из черной дыры

Я часто слышу, что ничто не может вырваться из черной дыры, потому что ее «скорость убегания» больше с . Если это верно, как насчет следующего? Я знаю, что в следующем есть много, скорее всего, невозможных предположений, но я пытаюсь понять, имеет ли смысл объяснение скорости убегания.

Предположим, у вас есть какой-то космический корабль, который находится внутри горизонта событий, и он не был уничтожен гравитационными или приливными силами. Также предположим, что у вас есть много реактивной массы и фантастический источник питания.

Может ли этот космический корабль, применяя достаточно постоянную силу, покинуть горизонт событий?

Ответы (3)

Один из самых ясных способов увидеть, что происходит, — это посмотреть на диаграмму Пенроуза черной дыры Шварцшильда. Диаграмма Пенроуза подобна карте пространства-времени, нарисованной таким образом, чтобы сохранить углы и расположить световые лучи по диагонали. 45 ∘ углы, образующие световые конусы.

Поскольку мы отображаем все бесконечное пространство (время) в конечный рисунок, расстояния обязательно искажаются, но это небольшая цена.

Причинно-следственная диаграмма Шварцшильда, оригинал Эндрю Гамильтона

Время на диаграмме идет вверх, а типичная траектория падения отмечена синим цветом.

Поскольку каждый массивный объект должен быть локально медленнее света, он должен оставаться в пределах этих световых конусов. Следовательно, как бы вы ни ускорялись, в каждой точке вашей траектории вы должны двигаться в направлении, которое остается в этих пределах. 45 ∘ диагонали в этой точке. Но как только вы окажетесь внутри горизонта, все направления, остающиеся внутри световых конусов, ведут к сингулярности.

Ускорение так или иначе просто означает, что вы можете выбрать, где вы столкнетесь с сингулярностью — немного левее на диаграмме или немного правее. Попытка убежать, используя большое ускорение, приближает вас к свету. 45 ∘ линии, которые из-за замедления времени на самом деле сократят вам продолжительность жизни. Вы на самом деле доберетесь до сингулярности раньше , если будете бороться таким образом.

Это конкретное изображение было получено от профессора Эндрю Гамильтона . Обратите внимание, что она изображает вечную черную дыру Шварцшильда, т.е. такую, которая существовала всегда и будет существовать. Настоящая черная дыра образуется в результате коллапса звезды и со временем испарится, поэтому ее схема будет несколько иной (в частности, не будет «антигоризонта»). Впрочем, во всех отношениях здесь та же самая ситуация.

Не могли бы вы уточнить, почему это «та же самая ситуация», несмотря на то, что черная дыра в конце концов испарится, учитывая, что сама сингулярность, судя по диаграмме, на самом деле находится в бесконечном будущем в будущем? (или, по крайней мере, согласно одной понятной, хотя и потенциально наивной интерпретации диаграммы)

Это больше вопрос физики, чем астрономии, но, тем не менее, подумайте об этом так (большая часть того, что я говорю, требует проверки, поскольку я не квалифицирован, чтобы дать 100% правильный ответ в деталях): свет не может избежать черная дыра, и никакая двигательная установка не может разогнать объект до скорости света. Чем быстрее вы едете, чем больше вы весите, тем больше усилий вам нужно приложить для поддержания ускорения, тем больше энергии вы тратите со временем. Если изобразить на графике энергию, необходимую для увеличения скорости на dX при скорости X, график имеет асимптоту при скорости света. Это означает, что он не достигнет его, независимо от того, сколько энергии будет вложено.

Взгляните на LHC, где адроны разгоняются до такой степени, что измеряется уже не их скорость, потому что она почти не меняется, а энергия частиц, которая сильно возрастает при приближении к скорости света. Это даст вам представление о том, насколько это недостижимо.

Итак, если вы не можете разогнаться до скорости света, то вы, как и свет, заперты внутри горизонта событий.

Кроме того, насколько мне известно, свет не исчезает не потому, что фотоны имеют вес, а потому, что время останавливается. Итак, свет не распространяется, ничего не происходит, потому что времени нет.

Опять же, я не квалифицирован. Мне просто нравится читать об этом.

Мой вопрос вращается вокруг моего понимания того, что скорость убегания — это начальная скорость, которой без какого-либо дополнительного ускорения достаточно, чтобы избежать гравитационного притяжения планеты. Так, например, если бы у нас был достаточно хороший источник энергии и реактивная масса, мы могли бы уйти сколь угодно далеко от земли, двигаясь с постоянной малой скоростью. Соответственно, может ли это работать с черной дырой, или есть что-то в кривизне пространства, что делает побег невозможным.
Как я уже объяснял, вы даже не можете достичь скорости света, и даже свет не может убежать. Нет ничего, что вы могли бы достичь скорости света. Вам нужно бесконечное количество энергии, чтобы сделать это, что означает, другими словами, что это невозможно. Кроме того, движение описывается как изменение положения в течение ограниченного времени и определяется скоростью (t^-1), ускорением (t^-2) и уравнениями более высокого уровня (t^-n), которые все зависят от время (т). Далеко за горизонтом событий времени нет, поэтому понятие «движение» не имеет никакого смысла.
Хм, фотоны следуют нулевым геодезическим пространства-времени. Почему вы говорите, что время останавливается? Кроме того, что вы подразумеваете под этим? Вы имеете в виду время, которое видит наблюдатель за горизонтом событий, или вы имеете в виду время в местных координатах того, кто упал? Я думаю, что эту часть вашего ответа следует опустить.
Здесь мало что имеет отношение к вопросу. Черные дыры — явление общей теории относительности.

Хотя я частично согласен с @Alexander, вот еще несколько вещей.

Согласно специальной теории относительности Эйнштейна , частицы не могут двигаться со скоростью света (с). Как указано выше, это потребует бесконечной энергии. Однако специальная теория относительности утверждает, что объект может двигаться медленнее или быстрее скорости света, но не со скоростью с. Мы можем назвать объекты, которые движутся со скоростью, превышающей скорость света, тахионами . Есть небесные объекты, которые разгоняются быстрее скорости света.

Обычно все говорят, что ничто не может избежать черной дыры. Но это совершенно неправильно . Черные дыры испускают частицы и излучение, называемое излучением Хокинга . Даже Стивен Хокинг изменил свое мнение о черных дырах, поскольку общее представление о том, что черные дыры поглощают все, может быть опровергнуто теориями квантовой механики.

Итак, если существует вероятность того, что мы действительно сможем избежать черной дыры.

В отчетах ЦЕРН говорится, что призрачные субатомные частицы , называемые нейтрино , движутся со скоростью, превышающей скорость света. Исследования все еще пытаются это подтвердить.

Существует также еще одна возможная теория, существующая в научном сообществе, — это концепция червоточин. Если бы корабль пытался выбраться из черной дыры, можно было бы открыть червоточину, чтобы выбраться из черной дыры, и достичь другого места.

Есть также исследования, которые говорят, что объекты исходят из черной дыры .

Я думаю, что они обнаружили экспериментальную ошибку в CERN, что-то о синхронизации двух часов. Поэтому они больше не думают, что нейтрино могли двигаться быстрее света. Я думаю, что то, что исходит от черных дыр, — это 1/2 пар виртуальных частиц, которые спонтанно появляются в пустом пространстве, когда конкретная пара появляется прямо за горизонтом событий. Мне интересно, нужно ли вам двигаться где-то рядом с c, чтобы избежать черной дыры, если вы можете применять непрерывное ускорение. Комментарий @AlexanderMP о «времени» может быть моим ответом. Но меня также интересует кривизна.
Хотя было доказано, что нейтрино ошибочны, концепция тахионов все еще существует. Одно можно сказать наверняка: на Земле не существует элемента, из которого можно было бы построить корабль, способный выбраться из черной дыры, даже если бы мы смогли использовать для этого энергию. @MitchellKaplan Окончательные результаты заключались в том, что скорость нейтрино была равна скорости света . Погрешность составила 15 нс.
Тахионы @Mahe — это не частицы, это нестабильности, и излучение Хокинга возникает не изнутри черной дыры, а из-за горизонта событий или чуть выше.
@mahe, откуда вы взяли, что специальная теория относительности говорит, что вещи могут двигаться быстрее скорости света? Это совершенно неправильно. Кроме того, нейтрино не двигались со скоростью света или быстрее, когда ошибка соединения в эксперименте OPERA была исправлена. Нейтрино имеют массу - они не путешествуют со скоростью c.
Ваш комментарий о том, что ничто не ускользает от черной дыры, также ошибочен - см. Ответ @Dilaton на него. Говорят, что черные дыры испаряются, но это не означает, что то, что входило внутрь, теперь выходит наружу (см. Излучение Хокинга — en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation ).
В ответе столько неправильного, что я даже не знаю, с чего начать. Пожалуйста, не стройте домыслов, это наука, а не игра в догадки непрофессионала.
Пожалуйста, улучшите этот ответ, иначе он будет по-прежнему недооценен или даже удален.
Статья TIME также совершенно бесполезна. Первоначальный вопрос был связан с побегом изнутри черной дыры, а не снаружи. И ошибка относительно излучения Хокинга. . . ой.
Побег из черной дыры
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v