Может ли прямой стержень существовать рядом с черной дырой или внутри нее? - физиков.нет
1 голос
/

Черная дыра определяется как часть пространства-времени, где гравитация настолько сильна, что кривизна пространства-времени достигает крайних уровней.Даже свет не может вырваться.

https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole

Теперь, когда пространство-время искривлено внутри черной дыры, не искривляется ли материя и внутри черной дыры?3D) существуют внутри черной дыры?Я имею в виду, за исключением направления к сингулярности.

Если прямой (3D) стержень (не лежащий в направлении к сингулярности) входит в гравитационную зону черной дыры, будет ли он изгибаться?

enter image description here

Гравитация изгибает пространство-время вокруг черной дыры согласно ОТО, и даже путь фотона изгибается (фактически это прямая линия в 4-мерном пространстве-времени).

Вопрос:

  1. Теперь стержень будет изгибаться рядом с черной дырой из-за искривления пространства-времени или будет оставаться прямым, и в какую сторону он будет изгибаться?

1 Ответ

1 голос
/

Это зависит от жесткости стержня, но поскольку теоретически все приливные силы конечны в случае невращающейся черной дыры, то должна быть возможность иметь прямой стержень вокруг нее (в принципе, как и вокруг Земли,где свет также слегка изогнут, но это все равно возможно компенсировать на палке).

Одна вещь, которую вы должны будете выбрать, - это геометрическое определение прямой линии, если вы определяете ее с помощью световой линейки, прямая также может быть замкнутой окружностью (если она идет точно вокруг фотонной сферы)или вы можете определить его как локально изогнутый, но прямой в некоторой произвольной системе координат, например, в случае стационарного или свободно падающего наблюдателя.

Это также возможно внутри черной дыры, хотя палка должна бытьв свободном падении, поскольку палка с одной частью вне черной дыры и другой частью уже внутри сломалась бы, если бы часть вне черной дыры оставалась неподвижной.

Ближе к сингулярности дифференциал локального свободногоСкорость падения между различными частями стержня в конечном итоге превысит c (когда именно это и происходит, зависит от длины стержня и массы черной дыры), тогда стержень придется согнуть (или сломать, если он жесткий).

С вращающейся черной дырой это другая история,поскольку разница в скорости перетаскивания рамки от одной части стержня к другой может превышать скорость света даже за пределами горизонта (но внутри эргосферы), в этом случае даже максимально жесткая рукоять должна была бы сломаться.

...