Дырка из ничего может притягивать, потому что пространство-время на некотором удалении от дырки точно совпадает с пространством-временем, окружающим сферически-симметричный шарик из вещества (например, звезду или облако пыли). Если вокруг звезды летала планета, то замена звезды на чёрную дыру "такой же массы" (или сферически симметричный коллапс звезды в ЧД) никак не повлияет на орбиту планеты -- говоря классическим языком, в каждой точке пространства вдали от дырки будет гравитационный потенциал -GM/r, только букве М раньше соответствовала масса звезды, которую мы могли определить, например, пересчитывая протоны в ней, а теперь это просто условная величина, с помощью которой мы описываем сферически симметричный гравитационный потенциал (или, переходя на язык ОТО, метрический тензор Шварцшильда). Эта масса уже не является мерой количества вещества (вещества в ЧД уже нет), это величина с той же размерностью, описывающая распределение кривизны в пространстве, которую раньше создавало вещество, а теперь это самоподдерживающаяся конфигурация пространства. Если мы можем только измерять гравитационное поле (пуская пробные тела по орбитам, качая маятники и т.д.), никакой подмены мы не обнаружим, пока не приблизимся к горизонту ЧД.
> А куда же это дырка, во что
С точки зрения удалённого наблюдателя, никакой дырки там нет, потому что ни один прибор (секундомер, часы с кукушкой, барометр), брошенный в сторону дырки, долететь до неё не смог (вон они, висят в свободном падении). Радар, направленный в сторону дырки, показывает, что до секундомера 100 километров, до часов с кукушкой миллиард км, до барометра тысяча световых лет, при этом облететь вокруг ЧД можно за пару минут. То есть внутри круговой орбиты радиусом 100 км есть место для прямого отрезка, который свет проходит за 1000 лет в одну сторону. Вот такие чудеса.
Хоть она и старая, но многие рассмотренные там любопытные вещи вроде координат Крускала-Секереша я в другом научпопе о чёрных дырах не встречал -- только в профессиональной литературе. Впрочем, надо учитывать, что все эти рассуждения о других вселенных довольно спекулятивны и экспериментальной проверке в ближайший миллиард лет вряд ли подвергнутся.
А вот такой наивный совершенно вопрос - как образуются черные дыры, если уже у существующей ЧД никакое вещество с точки зрения стороннего наблюдателя никогда не перескает горизонт событий? Более того, как это согласуется с собственно слияением ЧД - и тем, что с нашей точки зрения (удаленного наблюдателя как раз) на месте двух ЧД в какой-то момент мы видимо по всем (? доступным нам) проявлениям одну ЧД? Не должны ли они бесконечное (для нас) время каждая приближаться к горизонту событий другой?
При возникновении ЧД, как только образуется горизонт событий, вещество, не успевшее до него долететь, будет лететь с точки зрения удалённого наблюдателя бесконечно долго. (При этом по собственному времени падающего вместе с веществом наблюдателя он пересечёт горизонт за вполне конечное и небольшое время). Но это вещество почти мгновенно (для внешнего наблюдателя) перестанет быть видимым из-за очень большого красного смещения. Вскоре после начала падения на ЧД светимость светящегося вещества, видимая издали, начинает уменьшаться экспоненциально. Пусть коллапсирует звезда массой в 10 солнечных (или мы бросаем на ЧД с этой массой фонарик); тогда мощность, излучаемая элементом её поверхности над горизонтом событий (или падающим фонариком), уменьшается в 2 раза каждые 180 микросекунд. В ноль она с точки зрения математики не обратится никогда, но физически уже через малые доли секунды вы не отличите горизонт от ещё не долетевшего до него вещества.
Когда сливаются две ЧД, формально этот процесс бесконечно долгий, если его наблюдать из бесконечности, но "недослившиеся" дыры почти моментально становятся физически неотличимы от одиночной ЧД соответствующей массы. Например, если они вращаются друг вокруг друга, то интенсивность гравитационного излучения выходит на ту же вышеупомянутую экспоненциальную кривую, очень быстро стремящуюся к нулю. Несферичность (точнее, неаксиальность) вращающегося образования из двух сливающихся ЧД также будет асимптотически незаметна издали.
> А куда же это дырка, во что
С точки зрения удалённого наблюдателя, никакой дырки там нет, потому что ни один прибор (секундомер, часы с кукушкой, барометр), брошенный в сторону дырки, долететь до неё не смог (вон они, висят в свободном падении). Радар, направленный в сторону дырки, показывает, что до секундомера 100 километров, до часов с кукушкой миллиард км, до барометра тысяча световых лет, при этом облететь вокруг ЧД можно за пару минут. То есть внутри круговой орбиты радиусом 100 км есть место для прямого отрезка, который свет проходит за 1000 лет в одну сторону. Вот такие чудеса.
Reply
Спасибо за такие подробные ответы, для меня это очень интересная тема
Reply
Хоть она и старая, но многие рассмотренные там любопытные вещи вроде координат Крускала-Секереша я в другом научпопе о чёрных дырах не встречал -- только в профессиональной литературе. Впрочем, надо учитывать, что все эти рассуждения о других вселенных довольно спекулятивны и экспериментальной проверке в ближайший миллиард лет вряд ли подвергнутся.
Reply
Reply
Reply
Более того, как это согласуется с собственно слияением ЧД - и тем, что с нашей точки зрения (удаленного наблюдателя как раз) на месте двух ЧД в какой-то момент мы видимо по всем (? доступным нам) проявлениям одну ЧД? Не должны ли они бесконечное (для нас) время каждая приближаться к горизонту событий другой?
Reply
Когда сливаются две ЧД, формально этот процесс бесконечно долгий, если его наблюдать из бесконечности, но "недослившиеся" дыры почти моментально становятся физически неотличимы от одиночной ЧД соответствующей массы. Например, если они вращаются друг вокруг друга, то интенсивность гравитационного излучения выходит на ту же вышеупомянутую экспоненциальную кривую, очень быстро стремящуюся к нулю. Несферичность (точнее, неаксиальность) вращающегося образования из двух сливающихся ЧД также будет асимптотически незаметна издали.
Reply
Reply
Чёрная дыра выглядит прямо сгустком вечности.
Reply
Reply
Leave a comment