¿La materia realmente bajará a través de un horizonte de sucesos?

Question

Esta cuestión está estrechamente relacionada con Eventos horizontes sin singularidades desde hace aproximadamente un año (Mayo de 2012), John Rennie respondió muy bien y de manera persuasiva.

Mi variante de la pregunta es la siguiente: Dado un existente a gran escala agujero negro y asociados horizonte de sucesos, no importa cómo gestionar caer a través del horizonte de sucesos?

Aquí está la referencia de un experimento de pensamiento, estoy usando:

Suponga que dos relojes de la comunicación en ambas direcciones a través de la radio o láser, con el observador reloj mantiene distante del agujero negro, y la caída en el reloj que se dirige hacia el horizonte de sucesos del agujero negro.

Cada reloj "ve" las unidades de tiempo (llamar segundos) de la otra reloj a través del enlace de radio, y puede expresar el tamaño de las unidades de tiempo en términos de sus propias unidades de tiempo. El observador del reloj de los relojes de las unidades de tiempo de la caída de reloj de crecer rápidamente en longitud, hasta que en el horizonte de sucesos de los segundos de la caída de reloj de convertirse en infinito en duración. Para el observador reloj, parece como si la caída de reloj se ha convertido suspendido en el tiempo en el horizonte de evento, desde un reloj con infinitamente largos segundos requiere un tiempo infinito para hacer nada.

Ahora, la norma de interpretación es que desde la caída de reloj tiene su propio estándar de tiempo, no ve nada malo en el horizonte de sucesos. En esta interpretación, la aparente "congelación" de la caída de reloj es más o menos una ilusión causada por la caída en el reloj rojo de desplazamiento fuera de la comunicación con el resto del universo. Por esta interpretación, el observador reloj está viendo lo que equivale a un masivamente ralentizada la grabación de los momentos hasta la caída de reloj dejando que el universo visible. El resto, um, "singular" el destino de la caída de reloj es simplemente oculta a la vista. Es un atractivo escenario, uno que "se siente bien" para la interpretación de las rarezas de infinito de la dilatación del tiempo.

Mi problema es con lo que la caída de reloj ve.

Lo mejor que me puede entender, y mi pregunta es, ¿qué estoy viendo erróneamente -- la caída de reloj no va a ver el horizonte de evento como un "no big deal" del evento. En lugar de eso, va a ver el flujo del tiempo del observador región a acelerar muy rápidamente, por lo que la caída del reloj se puede observar y, en principio, el intercambio de datos con los eventos en un futuro muy lejano de el observador universo.

Un segundo más notable efecto será que a menos que el universo externo queda muy oscuro, de hecho, la caída en el reloj serán incinerados por el azul desplazado a la radiación antes de golpear el horizonte de sucesos adecuada. Por qué eso es así no es difícil de ver: Si en algún punto de la caída en el reloj mide el observador reloj como tener segundos que son una milmillonésima parte de la longitud de su propia caída de reloj de segundos, entonces la frecuencia de cualquier radiación electromagnética enviada desde el observador de la región también se multiplicarán en frecuencia por un mil millones de veces. O desde el observador reloj perspectiva, la caída en el reloj se ha ralentizado tan severamente en el tiempo en que comienza la acumulación de energía durante períodos muy largos de tiempo.

Mi mayor problema es que si la caída de reloj puede interactuar con el futuro del universo, no importa cuán dolorosamente, su dilatación del tiempo es necesariamente real y observable, y no simplemente una izquierda sobre la grabación de los últimos momentos de su caída fuera de este universo. Por lo tanto, si la caída en el reloj todavía está disponible para interactuar con un observador reloj de mil millones de años a partir de ahora, entonces no es realmente "en negro", sin embargo, muy, muy frío y lento, y todavía posado muy cerca, pero aún no todo el camino a través de, el horizonte de sucesos.

Esto significaría que, independientemente de cómo el agujero negro formado-que es una cuestión separada, y que John Rennie abordado muy bien la última vez --, a continuación, una vez se ha formado, la materia externa y la luz no puede penetrar en su horizonte de sucesos.

Entonces, ¿cuál es el problema aquí? Hay algo fundamentalmente mal con mi experimento? ¿Cómo se hace exactamente una caída del reloj se mueven a través de una región donde los segundos son infinitos en longitud? (Y uno más en el pensamiento de paso: ¿el observador reloj también parecen ser más distantes en el espacio? Que podría ayudar... ¿tal vez?)

Anexo 2013-10-27

Aquí la mayoría de la versión sucinta de la pregunta que se me ocurre:

¿Cuál es el procedimiento matemático para el cálculo de la última distante hora del reloj de la etiqueta que la caída en el reloj que se ve como se acerca al horizonte de sucesos?

La anterior versión mantiene el cálculo firmemente incrustado en el sistema de tiempo de la caída de reloj, evitando los peligros en afirmaciones tales como "el tiempo fluye normalmente para la caída de reloj". Esa afirmación es evidentemente cierto, pero ya que no calcula la última vez que la etiqueta se ve, que no responde a la pregunta.

@twistor95 a la izquierda un bonito, muy relevante la referencia a un artículo en línea por Juan Báez sobre por qué la mayoría de los físicos ahora, creo que un reloj de caer en un agujero negro va a no ver el final del universo. @Qmechanic observó una anterior en la que la Física SE pregunta que para ser honesto creo que es la misma que la mía. (Realmente me mira, pero Qmechanic es mucho mejor en las búsquedas.) Lo que es preocupante es que la respuesta a esa pregunta es la edad física de la opinión de que la caída en el reloj iba a ver el fin del universo!

Debo 'fess hasta que he intercambiado un par de correos electrónicos con Juan Báez sobre este tema, años antes de que él escribió esta pieza. Lo que me dejó desconcertado en ese momento era una sutil interruptor en cuyo tiempo estándar se utilizó. Así que, en mi actual variante de esta pregunta, he intentado tan cuidadosamente como yo podría hacer la pregunta en términos de la predicción de la última marca de tiempo de la caída en el reloj iba a recibir. Esta redacción cambios de enfoque de "ver el fin del universo?" (Báez: no) a lo que la matemática predice. La predicción es, después de todo, la esencia de lo que una buena teoría científica es todo acerca de.

La vieja respuesta fue que el corte se produce en el infinito, que es, al final del universo externo. Si se acepta que el punto de corte para un reloj que es simplemente acercando el horizonte de evento y aún no ha caído a través de él, entonces la idea de que se puede caer a través de un horizonte de sucesos se vuelve muy problemático, de hecho. Véase, por ejemplo, @Anixx's aceptado "collapsar" la respuesta de la versión anterior de esta pregunta.

Así, dado que el actual, la respuesta es que la caída de reloj hace que no se vea el final del universo, la visibilidad de corte debe necesariamente producirse por una etiqueta que está bastante lejos de la final del universo externo. Usted puede ejercer, el uno ("no end visto"), sin que ello signifique que el otro ("algunas etiqueta será la última que se ve").

Así que de nuevo: Si "no hay final que se ve" es la respuesta, ¿cómo es la implícita final de la etiqueta calcula?

Voy a ser franco en un punto: Como alguien con una de las tecnologías de información de fondo, veo ninguna razón de peso para ver la antigua o la nueva respuesta más convincente. Comprobable de código, ya sea matemático o programático, está siempre en peligro de errores.

Anexo 2013-10-30

Mi pregunta ha sido muy bien contestado (ni fin-de-universo es visto!) en esta nueva (2013-10-29) pregunta formulada por John Rennie:

¿Alguien que cae en un agujero negro se ve el final del universo?

Michael Brown la respuesta, y John Rennie, a continuación, helado pastel proporciona un adicional de diagrama que muestra la intersección real fuera de la marca de tiempo con la caída de reloj. Hermosa y elegante cosas!

Por desgracia, sin embargo, esto también significa que no tiene una respuesta para comprobar aquí. @MichaelBrown, si llegas a ver esto y no la mente, añadiendo un enlace a tu otra respuesta como una respuesta aquí, yo estaría feliz de la bandera de su enlace para cerrar esta pregunta.

Answer 1

Sospecho que te has quedado fuera de los planos de los problemas que con frecuencia se burla de florecimiento general de los relativistas. Suponiendo he entendido bien su pregunta se reduce a lo que realmente sucede?, lo que implica que las dos experiencias de tiempo no puede ser tan diferente. De hecho, usted dice:

la aparente "congelación" de la caída de reloj es más o menos una ilusión causada por la caída en el reloj rojo de desplazamiento fuera de la comunicación con el resto del universo.

Las diferencias en el tiempo experimentado por el observador y la caída del reloj no son ilusorias. el observador realmente medir un tiempo infinito para el reloj para llegar al horizonte de sucesos, mientras que el reloj mide un tiempo finito. En cuanto al observador distante se refiere, de hecho, cualquier observador fuera del horizonte de sucesos, la región en el interior del agujero negro no existe en el sentido de que no existe el espacio-tiempo de coordenadas ($t$, $x$, $y$, $z$) que el observador externo puede asignar a los puntos en el interior del horizonte de sucesos. Podemos construir sistemas de coordenadas como el test de Kruskal-Szekeres coordenadas que son continuos y se comporta bien a través del horizonte de sucesos, pero estos sistemas de coordenadas no se corresponden con las mediciones reales de los observadores de hacer.

Volver a su pregunta acerca de la interacción con el futuro del universo, es importante distinguir entre un shell observador que se sitúa a una distancia fija desde el agujero negro y en caida libre observador que cae en. Cae libremente a los observadores de cruzar el horizonte de sucesos a la velocidad de la luz, de modo que la luz que cae desde el resto del universo no se puede coger. Si desplaza el cursor justo fuera del horizonte de sucesos, a continuación, no he visto un cálculo de esto, pero sospecho que usted está en lo correcto y que sería muy incómodo.

Answer 2

Bueno, esto no está resuelto, pero que está bien (lo que significa que cualquier respuesta es probable que va a ser visto como polémica hasta la observación de proporcionar más datos).

John Rennie la respuesta no parecen responder si o no a las singularidades en realidad se forman en el primer lugar; él no sugiere que algunos escépticos argumentan esto, sino en el hecho de que unos pocos tienen (David Hilbert, por ejemplo, argumentó infinitos no existen físicamente en la naturaleza, sino simplemente como metafísica de las construcciones, y así es probable que argumentar en contra de una singularidad con la infinita en el espacio/tiempo de la curvatura. Asimismo Pawel Mazur y Emil Mottola en "Gravitacional de Condensado Estrellas: Una Alternativa a los Agujeros Negros" han asumido la misma limitación de Hilbert y exploró el teórico consecuencia y llegar a la 'Gravastar', una construcción teórica con propiedades similares a los negros agujeros, y matemáticamente no menos real (dado que el negro-agujeros son sólo he observado indirectamente por el efecto que tienen sobre el espacio circundante ). A pesar de John Rennie sugerencia acerca de las singularidades, él hizo lo contrario es bastante claro, si las singularidades existen, no pueden hacerlo sin un horizonte de sucesos. Que todavía no la dirección de eventos de horizontes sin singularidades, aunque.

Considerar, como su caída reloj cae hacia un horizonte de sucesos se gana en velocidad, y pierde energía térmica (otra cosa representa problemas para el black-hole debido a la 2ª ley de la termodinámica). A medida que cae más rápidamente, porque su tiempo se ralentiza, la velocidad a la que se pierde la energía se parecen disminuir. Aparecerá ir a la velocidad de la luz en el evento-horizonte, pero nunca parecen cruz, o ir más rápido, porque el tiempo parece detenido. Tampoco debería tener ningún tipo de energía. Porque el negro-agujeros no están pensado para romper la 2ª ley de la termodinámica se cree generalmente es necesario que toda la energía es irradiada a través de la térmica o radiación de Hawking antes de que el Horizonte de eventos es alcanzado, pero por el bien de tu pregunta permite suponer que esto no importa. El punto es que una vez que se alcanza el evento horizonte de la tasa de pérdida de energía debe aparecer a ser cero para, como usted señala, este reloj del período de tiempo en comparación con el control remoto del reloj de la observación, será infinitamente larga.

La materia cuyo contenido de energía, cuya tasa de energía emisión de energía dijo que, efectivamente cero es reconocida a ser de Bose-Einstein de condensado - que plantea una cuestión acerca de la naturaleza del evento-horizonte. Pablo R. Anderson, Roberto Balbinot, Alejandro Fabbri, Renaud Parentani y otros han demostrado (radiación de Hawking en las correlaciones de Bose Einstein se condensa el uso de la teoría cuántica de campos en espacio curvo), que de Bose-Einstein horizonte de sucesos se producen radiación de Hawking, y esto ha sido observado (radiación de Hawking en una de dos componentes de Bose-Einstein de condensados, P.-É. Larré, N. Pavloff)

Aunque algunos han argumentado que "tiempo infinito" es una ilusión causada por la caída en el reloj rojo de desplazamiento fuera de la comunicación con el resto del universo, no necesita ser una mera ilusión, pero en realidad puede ser (bueno, lo más cerca que podemos obtener al menos) si toda la energía es irradiada antes de llegar al evento horizonte que provoca la formación de Bose-Einstein de condensado, cuya superficie es el caso de horizonte a sí mismo. Esto significa que a medida que el reloj del período parece lento lo hace porque todo es energía que se pierde lo que sugiere que no sólo es el espacio de tiempo, sino también de que la energía es así - no es un resultado sorprendente dada super-cuerdas de la teoría que postula la materia y la energía son uno y el mismo.

Por esta interpretación, el observador reloj está viendo lo que equivale a un masivamente ralentizada la grabación de los momentos hasta la caída de reloj dejando que el universo visible, donde la tasa de emisión de energía está directamente relacionada con la energía contenida en el reloj que cae.

Esto significa, con respecto a tu pregunta original; se puede tener el evento horizontes sin singularidades, aunque de Bose-Einstein de condensado conocidos como 'Gravastars'; la materia no puede caer de hecho a través de un horizonte de sucesos, ya que la EH, de hecho, representa una energía cero límites; y que el espacio infinito del tiempo y la curvatura de las singularidades no tiene que existir para que haya eventos horizontes (Hilbert sería tan contentos).

También significa que la caída de reloj todavía está disponible para interactuar con un observador reloj de mil millones de años a partir de ahora, que no es realmente "en negro", pero para ello sería necesario que sea capaz de absorber la energía. La propiedad de Bose-Einstein de condensado con respecto a la radiación de Hawking ha sido estudiado, tanto de cerca y en el caso de horizonte a sí mismo, y aunque no es imposible que esto ocurra, no es muy probable. Importa cerca, pero no tocar de Bose-Einstein evento horizonte todavía puede irradiar energía, sino la materia en contacto físico con ella debe ser parte del evento-el horizonte (que es fascinante también, porque de Bose-Einstein evento-horizontes también se han demostrado para tener dimensiones fractales)

Answer 3

La vieja respuesta fue que el corte se produce en el infinito, que es, al final del universo externo.

Parece que el tratamiento de "infinito" como un momento particular en el tiempo. Sin embargo, "el fin del universo, al infinito" significa simplemente: va a suceder nunca. Nunca habrá un fin del universo en tal caso, por tanto, nadie será capaz de ver que, independientemente de si están cayendo en el agujero negro sin fin o no (y si viven para siempre, o no).

Así que, volviendo a tu pregunta original "¿importa realmente caen a través de un horizonte de sucesos?", si se toma el tiempo finito de la respuesta es un decidido "sí", de lo contrario la respuesta es "no". El fin del universo (suponiendo que sucede "en el infinito") no tiene nada que ver con ella.

Answer 4

Es sorprendente cómo la gente está tratando de aplicar las teorías fuera de su dominio. Su pregunta acerca de la Schwartzshield la solución a las ecuaciones de la Relatividad General, que es inmutable y eterno. Sin embargo, es sabido, que cualquier agujero negro tiene una duración limitada que se define por su evaporación.

¿Qué resultado se espera derivar tratando de sacar conclusiones de una puramente matemático de la solución y la extrapolación de sus condiciones a la timespans a los que es conocido el modelo es unapplicable?