Czy czarna dziura wyparuje przez promieniowanie Hawkinga, zanim spadniesz poza horyzont zdarzeń?

17

Nieskończona ilość czasu zajmuje wypadnięcie czegoś poza horyzont zdarzeń czarnej dziury z perspektywy osoby spoza horyzontu zdarzeń. Czarne dziury również wyparowują po skończonym czasie z perspektywy osoby postronnej z powodu promieniowania Hawkinga.

Czy to oznacza, że ​​nigdy nie osiągnąłbyś horyzontu zdarzeń, gdybyś wpadł do czarnej dziury, ponieważ czarna dziura wyparowałaby?

black-hole hawking-radiation Tomasz
źródło
2
Dla jasności, jeśli wpadniesz w czarną dziurę, wpadniesz w osobliwość na długo przed wyparowaniem, co stanie się z osobą, która wpadnie i co zobaczy osoba obserwująca na zewnątrz, to dwie bardzo różne perspektywy tego samego wydarzenia .
userLTK
4
Jak wskazuje userLTK, „nieskończona ilość czasu, aby coś spadło poza horyzont zdarzeń” dotyczy tylko obserwatora obserwującego wpadający obiekt. Rzeczywisty obiekt wykonujący „upadek” tego nie doświadcza, więc twoje pytanie jest dyskusyjne. Poza tym logika powinna wskazywać, że gdyby tak było, nic nie mogłoby wpaść w czarną dziurę, a zatem żadna czarna dziura nie mogłaby się uformować ani powiększyć.
zefir
1
@zephyr Jest to punkt dużego zamieszania i nikt nie jest pewien, jak go rozwiązać. Nie ma jeszcze pełnej odpowiedzi.
Sir Cumference
2
Możliwy duplikat Infalling obserwatora nigdy nie przekroczyłby horyzontu zdarzeń Black Hole?
peterh - Przywróć Monikę
1
Głosowałem za pozostawieniem tego pytania otwartym - jest to drugie pytanie, które należy zamknąć jako duplikat, biorąc pod uwagę, że jego części zostały bezpośrednio skopiowane z tego pytania .
Chappo mówi SE Dudded Monica

Odpowiedzi:

6

Kilka dni temu zadałem to pytanie kilku fizykom. Wielkie umysły myślą podobnie, co?

Po pierwsze, należy pamiętać, że promieniowanie Hawkinga jest jedynie hipotetyczne. To nie jest teoria. Jeśli ufamy tej hipotezie, możemy to uzyskać.

W ogólnej teorii względności czarne dziury można opisać za pomocą szeregu przybliżeń. Na przykład rozwiązanie Schwarzschilda dla czarnej dziury opisuje go jako obiekt wieczny - nie jest czymś, co istnieje przez pewien czas, a nie istnieje dla innych. Zgodnie z tym rozwiązaniem horyzont zdarzeń musiał zawsze istnieć i musi istnieć wiecznie.

Czarne dziury Schwarzschilda bardzo dokładnie przybliżają czarne dziury, ale jak można powiedzieć, nie wyjaśniają one, w jaki sposób może powstać czarna dziura i (zakładając, że promieniowanie Hawkinga jest prawdziwe) nie wyjaśniają, w jaki sposób można ostatecznie odparować.

Oczywiście to rozwiązanie nam nie pomoże. Ciągle szukałem takiego, który dokładnie opisuje wyparowującą, czarną dziurę, ale nic nie znalazłem. Wniosek, do którego doszedłem, wraz z tymi, które zadałem, jest taki, że nasze pytanie ma poważny problem: promieniowanie Hawkinga jest wyjaśnione za pomocą kwantowej teorii pola.

Dlatego nie można po prostu użyć rozwiązania GR dla czarnej dziury; potrzebujesz trochę nieświętej kombinacji kwantowej teorii pola i ogólnej teorii względności (pamiętaj, że zarówno GR, jak i QFT są niekompatybilne w wielu sytuacjach).

Ostatecznie wszystko sprowadza się do tego, jak mało wiemy o czarnych dziurach. Naprawdę nie jest możliwe określenie, które rozwiązanie jest najlepsze, a nasza niemożność pogodzenia QFT z GR stanowi duży problem. Najlepsza odpowiedź, jaką mogę udzielić, to „nikt tak naprawdę nie wie, co by się stało, gdybyś zbliżał się do czarnej dziury”.

Nie wiemy, czy dotrzemy do horyzontu zdarzeń, nie wiemy, czy czarna dziura wyparuje. Po prostu nie rozumiemy ich wystarczająco dobrze, aby wiedzieć, jakie rozwiązanie zadziałałoby lub w jaki sposób zastosowalibyśmy w nim QFT. Jeśli w jakiś sposób udało nam się znaleźć przybliżenie, które właściwie łączy GR i QFT, zakładam (ale nie cytuję mnie w tej sprawie) sytuacja, którą opisałeś, byłaby możliwa.

Nawiasem mówiąc, jeśli to możliwe, możemy śmiało powiedzieć, że czarna dziura dowolnej wielkości może rozerwać cię na części przez siły pływowe. Siły pływowe stają się słabsze wraz ze wzrostem wielkości czarnej dziury, więc można założyć, że wystarczająco duża czarna dziura cię nie rozdzieli.

Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę promieniowanie Hawkinga i jeśli proponowany scenariusz byłby rzeczywiście poprawny, czarna dziura kurczyłaby się w miarę odparowywania. Ponieważ w miarę zbliżania się do horyzontu wydarzeń będzie się zmniejszać w szybszym tempie, wkrótce będzie wystarczająco mały, aby nas rozerwać.

Sir Cumference
źródło
2
Więc zakładając (DUŻE założenie), że wszystko to działa w ten sposób i możemy w jakiś sposób przetrwać siły pływowe, czy bylibyśmy wówczas świadkami, że horyzont zdarzeń nieustannie się od nas kurczy, gdy się zbliżamy, aż całkowicie zniknie? I wtedy zauważylibyśmy, że w ciągu kilku chwil (z naszej perspektywy) zniknęła czarna dziura, a reszta Wszechświata leżała w wieku miliardów lat?
nazwie 2voyage
@ o nazwie przypuszczam2voyage? Bóg wie, co by się naprawdę wydarzyło, ale moje przypuszczenie brzmi: tak. Ale nawet jeśli jakoś przetrwałeś stale rosnącą siłę sił pływowych, musiałbyś poradzić sobie z ekstremalnym upałem z dysku akrecyjnego i niewiarygodnie silnymi polami magnetycznymi.
Sir Cumference
Pytam, ponieważ takie rozwiązanie w przyszłości brzmi okropnie jak tunel czasoprzestrzenny.
nazwie 2voyage
@ o nazwie 2voyage Tak właśnie działa dylatacja czasu. Byłoby tak samo, gdybyś ciągle zbliżał się do prędkości światła - twój czas będzie postępował wolniej w stosunku do reszty Wszechświata, a czas Wszechświata postępowałby szybciej w stosunku do ciebie. Czarna dziura nie ma zdolności magicznych podróży w czasie, po prostu wykorzystuje grawitacyjne rozszerzanie czasu. Wszystkie obiekty grawitacyjne stosują dylatację grawitacyjną, ale czarne dziury będą nadal rozszerzać czas do nieskończoności, gdy zbliżasz się do ich horyzontów zdarzeń.
Sir Cumference
Tak, ale w tym przypadku nigdy nie przekraczasz horyzontu, po prostu kończysz w przyszłości.
nazwie 2voyage
2

Jak wspomniano w komentarzu @zephyr, problem nieskończonego czasu w rzeczywistości nie jest problemem.

Gdy zbliżasz się do czarnej dziury, względny czas do twojego punktu widzenia nie zmienia się w taki sam sposób, jak w przypadku innej ramki odniesienia.

Patrząc na twoją sytuację, wszystko wydarzy się w „czasie rzeczywistym”, jednak wszystko, co zaobserwujesz u ciebie, a twoja sytuacja zajmie „i nieskończoną ilość sekund na przejście jednej sekundy”.

Jest to również kwestią sporną, ponieważ były pomiary i możliwe obserwacje (musiałbym to sprawdzić) gwiazd „wpadających” do czarnych dziur. Zatem nieskończony czas z perspektywy zewnętrznych obserwatorów również nie jest możliwy.

Krótko mówiąc, najlepszym sposobem na udzielenie odpowiedzi na twoje pytanie bez zagłębiania się w teorię, hipotezę lub szaloną naukę jest po prostu stwierdzenie: Nie, to nie znaczy, że tak.

LaserYeti
źródło
2
Jeśli zaobserwowaliśmy gwiazdę opadającą do czarnej dziury (musiałbym to sprawdzić sam), nie oznacza to, że obserwowaliśmy gwiazdę docierającą do horyzontu zdarzenia. Możemy po prostu zobaczyć, jak gwiazda jest rozrywana na strzępy. Wydaje się, że zbliża się arbitralnie ściśle do horyzontu zdarzeń, do tego stopnia, że ​​wydaje się, że zaniknie, nigdy nie osiągając horyzontu zdarzeń z zewnętrznego punktu odniesienia. Cała masa / energia czegokolwiek wpadającego do czarnej dziury może wydawać się „zawieszona” tuż nad horyzontem zdarzeń, a jej pozorna prędkość zbliża się asymptotycznie do zera. (Albo się mylę.)
Keith Thompson,