Если бы вы парили чуть выше горизонта событий черной дыры, увидели бы вы будущее Вселенной? - физиков.нет
Купить гитару в Москве
11 голосов
/

Давайте сделаем этот мысленный эксперимент. У вас безумно мощная ракета, и она может разогнаться до 0.999999c. Теперь вы летите к сверхмассивной черной дыре и зависаете чуть выше ее горизонта событий, где внутреннее гравитационное притяжение в сторону сингулярности соответствует внешней тяге вашей ракеты.

Рассмотрим: 1. Черная дыра не вращается и не искажает пространство-время и не кружится вокруг нее.

  1. Черная дыра настолько массивна, что над горизонтом событий вы не сфагетизированы.

  2. Ракета может защищать энергию экстремально голубых фотонов, которые бомбардируют вас.

В этот момент за горизонтом событий вы увидите, как 1 миллион или даже 1 миллиард лет вселенной за 1 секунду вашей жизни, верно? Можете ли вы засвидетельствовать конец вселенной, если будете достаточно долго держаться поблизости?

А что, если до этого черная дыра испаряется излучением Хокинга? Вы сразу вернетесь в реальное время?

PS: Это сильно отличается от падения в черную дыру. В этом мысленном эксперименте мы не пересекаем горизонт событий черной дыры за доли секунды, но мы надолго задерживаемся там с помощью Counter Force.

Редактировать: Я не уверен, почему этот вопрос был помечен как дубликат, но это сильно отличается от наблюдателя, попавшего в черную дыру, и нигде больше на него не ответили так идеально и лаконично, как это сделал г-н Боб. Большое ему спасибо.

Ответы [ 2 ]

12 голосов
/

Короткий ответ на ваш вопрос - да.Если бы вам пришлось на короткое время парить на небольшом расстоянии над горизонтом событий, для асимптотически плоских наблюдателей прошло бы очень много времени.

Давайте сделаем некоторые вычисления!Если вы наведите курсор на расстояние $h\ll r_s$ над горизонтом событий, то фактор замедления времени $\gamma$, который вы почувствуете, будет иметь вид

$$\gamma=\frac{1}{\sqrt{1-r_s/(r_s+h)}}\sim\sqrt{\frac{r_s}{h}}$$

И, таким образом, еслиВы проводите небольшое время $t$ над горизонтом событий, время $t\sqrt{r_s/h}$ прошло бы для остальной части вселенной.В частности, скажем, вы на $1$ метр выше черной дыры звездной массы (с массой Солнца в три раза больше минимальной массы черной дыры звезды), коэффициент расширения равен $\gamma\approx 100$.Если бы вы парили на один сантиметр выше, коэффициент расширения был бы $\gamma\approx 1000$.Если вы хотите, чтобы за одну секунду прошел миллион лет, вам нужно будет парить на расстоянии около 0,1 ангстрем от горизонта событий.В этом диапазоне фактическое описание горизонта событий, скорее всего, нарушается из-за квантово-механических эффектов.

Теперь давайте рассмотрим сверхмассивную черную дыру, в миллион раз превышающую массу Солнца.Тогда, чтобы пройти миллион лет за одну секунду, потребовалось бы $h\approx 3\,\mu\text{m}$, что гораздо более реалистично.

Теперь ваш второй вопрос касался излучения Хокинга.Краткий ответ на ваш вопрос - да.Черная дыра испарится через некоторое время (очень большие времена для очень больших черных дыр).Эта временная шкала накладывает эффективный лимит на ваши путешествия в будущее и, следовательно, означает, что, поскольку черные дыры не могут жить вечно, вы не можете продолжать это в течение неопределенного периода времени.

Черные дыры - это круто.Продолжайте учиться, и я надеюсь, что это помогло!

2 голосов
/

Однажды я узнал, что люди могут выжить до 10 Г ускорения. Черная дыра должна быть гораздо более массивной, чтобы вы могли выжить, зависая на 2 радиуса Шварцшильда, чем она должна выжить, свободно падая за горизонт событий. Я даю грубое приближение к тому, что произойдет, поэтому я опущу числовые константы, близкие к 1. Чтобы разогнаться до 10 Гс и зависать при 2 радиусах Шварцшильда, черная дыра должна иметь массу около $1.25 \times 10^9$ солнечной массы. Для более крупных черных дыр расстояние, которое вы можете парить от горизонта событий при ускорении до 10 Гс в вашей системе отсчета, изменяется по мере того, как обратная величина массы черной дыры и скорости, которую вы воспринимаете проходящим там временем, линейно зависит от массы черная дыра. Если черная дыра достаточно массивна, вы можете парить на 10 G достаточно близко к горизонту событий, чтобы ваше время сильно расширилось, а входящий свет сильно сместился в синий цвет. На самом деле вам нужно перемещаться через пространство, которое постоянно втягивается в черную дыру, и чем ближе вы находитесь к горизонту событий, тем ближе к скорости света вы должны перемещаться в этом пространстве, тем больше аберрации света вы увидите и узкая область почти весь свет, кажется, исходит. Чтобы черная дыра была достаточно массивной, чтобы вы могли парить на 10 G достаточно близко к горизонту событий, который, как вы видите, проходит 1 миллион лет в секунду, черная дыра будет больше, чем текущий размер вселенной.

Добро пожаловать на сайт физиков.нет, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...