Échapper à un trou noir

J'entends souvent que rien ne peut s'échapper d'un trou noir parce que sa "vitesse de fuite" est supérieure à c . Si c'est exact, qu'en est-il des éléments suivants. Je sais que ce qui suit a beaucoup d'hypothèses très probablement impossibles, mais j'essaie de comprendre si l'explication de la vitesse d'échappement a un sens.

Supposons que vous ayez une sorte de vaisseau spatial à l'intérieur de l'horizon des événements, et qu'il n'a pas été détruit par la gravité ou les forces de marée. Supposons également que vous ayez beaucoup de masse de réaction et une alimentation fantastique.

Ce vaisseau spatial, en appliquant suffisamment de force constante, pourrait-il échapper à l'horizon des événements?

black-hole Mitchell Kaplan
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Réponses:

L'une des façons les plus claires de voir ce qui se passe est de regarder un diagramme de Penrose d'un trou noir de Schwarzschild. Un diagramme de Penrose est comme une carte de l'espace - temps établi de manière à ce que les angles de préserver et de mettre les rayons lumineux en diagonale à angles, formant les cônes de lumière. $45^\circ$

Puisque nous mappons tout un espace infini (temps) dans un dessin fini, les distances sont nécessairement déformées, mais c'est un petit prix à payer.

Diagramme causal de Schwarzschild, original par Andrew Hamilton

Le temps monte sur le diagramme et une trajectoire d'infaillage typique est en bleu.

$45^\circ$

Cette image particulière est venue du professeur Andrew Hamilton . Notez qu'il représente un éternel trou noir de Schwarzschild, c'est-à-dire qui a toujours existé et existera. Un véritable trou noir est formé par un effondrement stellaire et finira par s'évaporer, de sorte que son diagramme sera légèrement différent (en particulier, il n'y aura pas d '"antihorizon"). Cependant, à tous égards pertinents ici, c'est la même situation.

Stan Liou
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Pourriez-vous nous expliquer en quoi c'est "la même situation" malgré le trou noir qui finit par s'évaporer, étant donné que la singularité elle-même semble résider réellement dans un temps infini dans le futur, selon le diagramme? (ou du moins selon une interprétation compréhensible, bien que potentiellement naïve, du diagramme)

mtraceur

C'est plus une question de physique que d'astronomie, mais néanmoins, pensez-y de cette façon (la plupart de ce que je dis nécessite une vérification car je ne suis pas qualifié pour donner une réponse 100% correcte dans les détails): la lumière ne peut pas échapper à un trou noir, et aucun système de propulsion ne peut accélérer un objet à la vitesse de la lumière. Plus vous avancez vite, plus vous pesez, plus vous devez exercer de force pour maintenir l'accélération, plus vous gaspillez d'énergie avec le temps. S'il est dessiné sur un graphique, l'énergie nécessaire pour augmenter la vitesse de dX à la vitesse X, le graphique a une asymptote à la vitesse de la lumière. Cela signifie qu'il ne l'atteindra pas, quelle que soit la quantité d'énergie entrée.

Jetez un oeil au LHC, où les hadrons sont accélérés à un tel point lorsque leur vitesse n'est plus mesurée, car elle ne change pratiquement pas, mais plutôt l'énergie des particules, qui augmente beaucoup à l'approche de la vitesse de la lumière. Cela vous donnera une idée de son inaccessibilité.

Donc, si vous ne pouvez pas accélérer à la vitesse de la lumière, vous, comme la lumière, êtes piégé à l'intérieur de l'horizon des événements.

De plus, AFAIK, la lumière ne sort pas non pas parce que les photons ont du poids, mais parce que le temps s'arrête. Alors la lumière ne voyage pas, rien ne se passe car il n'y a pas de temps.

Encore une fois, je ne suis pas qualifié. J'aime juste lire ce genre de choses.

AlexanderMP
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Ma question tourne autour de ma compréhension qu'une vitesse d'échappement est une vitesse initiale, que sans aucune accélération supplémentaire est suffisante pour échapper à l'attraction gravitationnelle d'une planète. Ainsi, par exemple, si nous avions une source d'énergie et une masse de réaction suffisamment bonnes, nous devrions pouvoir nous éloigner arbitrairement de la terre, tout en nous déplaçant à une vitesse constante et lente. De même, cela pourrait-il fonctionner avec un trou noir, ou y a-t-il quelque chose dans la courbure de l'espace qui rend l'évasion impossible.

Mitchell Kaplan

Comme je l'ai expliqué, vous ne pouvez même pas atteindre la vitesse de la lumière, et même la lumière ne peut pas s'échapper. Il n'y a rien que vous puissiez atteindre pour atteindre la vitesse de la lumière. Vous avez besoin d'une quantité infinie d'énergie pour ce faire, ce qui signifie en d'autres termes que c'est impossible. En outre, le mouvement est décrit comme un changement de position dans une limite de temps, et est défini par la vitesse (t ^ -1), l'accélération (t ^ -2) et les équations de niveau supérieur (t ^ -n), qui dépendent toutes de temps (t). Bien au-delà de l'horizon des événements, il n'y a pas de temps, donc le «mouvement» n'a aucun sens en tant que concept.

AlexanderMP

Hmm, les photons suivent des géodésiques nulles de l'espace-temps. Pourquoi dites-vous que le temps s'arrête? Aussi, que voulez-vous dire par là? Voulez-vous dire le temps vu par un observateur en dehors de l'horizon des événements, ou voulez-vous dire le temps de coordonnées locales de quelqu'un qui est tombé? Je pense qu'une partie de votre réponse devrait être omise.

astromax

Il n'y a pas grand-chose qui soit pertinent à la question ici. Les trous noirs sont un phénomène relativiste général.

Rob Jeffries

-4

Bien que je sois partiellement d'accord avec @Alexander, voici quelques éléments supplémentaires.

Selon la théorie spéciale de la relativité d'Einstein , les particules ne peuvent pas voyager à la vitesse de la lumière (c). Il faudrait une énergie infinie comme indiqué ci-dessus. Cependant, la théorie spéciale de la relativité stipule qu'un objet peut voyager plus lentement ou plus vite que la vitesse de la lumière mais pas à la vitesse de c. Nous pouvons désigner les objets qui voyagent plus vite que la vitesse de la lumière comme des tachyons . Il y a des objets célestes qui sont accélérés plus vite que la vitesse de la lumière.

Une chose courante que tout le monde dit est que rien ne peut échapper à un trou noir. Mais c'est totalement faux . Les trous noirs émettent des particules et des radiations appelées radiations Hawking . Même Stephen Hawking a changé d'avis sur les trous noirs, car le concept général selon lequel les trous noirs absorbent tout peut être réfuté par les théories de la mécanique quantique.

Donc, s'il existe une possibilité que nous puissions en effet échapper à un trou noir.

Au CERN, des rapports indiquent que des particules fantomatiques subatomiques appelées neutrinos se sont déplacées plus rapidement que la lumière. Les recherches tentent toujours de le confirmer.

Il existe également une autre théorie possible autour de la communauté scientifique: le concept de trous de ver. Si un navire tentait d'échapper à un trou noir, ouvrir un trou de ver pour échapper au trou noir et atteindre un autre endroit est une théorie proposée.

Il y a aussi des recherches qui disent que les objets émanent du trou noir .

Mahé
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Je pense qu'ils ont découvert une erreur expérimentale au CERN, quelque chose sur le timing des 2 horloges. Ils ne pensent donc plus que les neutrinos ont pu voyager plus vite que la lumière. Je pense que les choses émanant des trous noirs représentent la moitié des paires de particules virtuelles qui apparaissent spontanément dans l'espace vide, lorsqu'une paire particulière apparaît juste en dehors de l'horizon des événements. Je me demande si vous devez vous déplacer près de c pour échapper à un trou noir tant que vous pouvez appliquer une accélération continue. Le commentaire d'AlexanderMP sur le «temps» peut être ma réponse. Mais je m'interroge également sur la courbure.

Mitchell Kaplan

Bien que les neutrinos se soient révélés faux, le concept de tachyons existe toujours. Une chose est sûre, il n'y a aucun élément sur terre pour construire un navire qui puisse échapper à un trou noir même si nous avons pu exploiter l'énergie pour le faire. @MitchellKaplan Les résultats finaux étaient que la vitesse des neutrinos était égale à la lumière . La marge d'erreur était de 15ns.

Mahé

Votre commentaire sur rien n'échappant à un trou noir est également erroné - voir la réponse de @ Dilaton à ce sujet. Les trous noirs devraient s'évaporer, mais cela ne signifie pas que les choses qui entraient sortent maintenant (voir Hawking Radiation - en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation ).

astromax

Il y a tellement de mal à répondre, je ne sais même pas par où commencer. S'il vous plaît, ne spéculez pas, c'est de la science, pas un jeu de devinettes profane.

Florin Andrei

L'article TIME est également complètement inutile. La question d'origine était liée à la fuite de l'intérieur du trou noir, pas de l'extérieur. Et l'erreur concernant le rayonnement de Hawking. . . oy.

HDE 226868