Un trou noir s'évaporerait-il par rayonnement Hawking avant de tomber au-delà de l'horizon des événements?

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Il faut un temps infini pour que quelque chose tombe au-delà de l'horizon des événements d'un trou noir du point de vue de quelqu'un en dehors de l'horizon des événements. Les trous noirs s'évaporent également après un temps limité du point de vue d'un étranger en raison du rayonnement de Hawking.

Est-ce à dire que vous n'atteindriez jamais réellement l'horizon des événements si vous tombiez dans un trou noir parce que le trou noir s'évaporerait?

black-hole hawking-radiation Thomas
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Juste pour être clair, si vous tombiez dans un trou noir, vous tomberiez et rencontreriez la singularité bien avant qu'elle ne s'évapore, ce qui arrive à la personne qui tombe et ce que la personne à l'extérieur voit sont 2 perspectives très différentes du même événement .
userLTK
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Comme l'indique userLTK, la "quantité infinie de temps pour que quelque chose tombe au-delà de l'horizon des événements" ne concerne qu'un observateur regardant un objet tomber. L'objet réel faisant la "chute" n'en fait pas l'expérience, votre question est donc théorique. En outre, la logique devrait indiquer que si cela était vrai, rien ne pourrait tomber dans un trou noir et donc aucun trou noir ne pourrait se former ou grossir.
zephyr
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@zephyr C'est un point de grande confusion et personne ne sait vraiment comment le résoudre. Il n'a pas encore de réponse complète.
Sir Cumference
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Un doublon possible d' un observateur Infalling n'a jamais pu traverser l'horizon des événements de Black Hole?
peterh
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J'ai voté pour laisser cette question ouverte - c'est l'autre question qui devrait être fermée en double, étant donné que certaines parties ont été directement copiées de celle-ci.
Chappo dit SE Dudded Monica

Réponses:

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J'ai posé cette question à quelques physiciens il y a quelques jours. Les grands esprits pensent de la même façon, hein?

Tout d'abord, gardez à l'esprit que le rayonnement de Hawking n'est qu'hypothétique. Ce n'est pas de la théorie. Si nous faisons confiance à cette hypothèse, c'est ce que nous pouvons obtenir.

En relativité générale, les trous noirs peuvent être décrits par un certain nombre d'approximations. Par exemple, la solution Schwarzschild pour un trou noir le décrit comme un objet éternel - pas quelque chose qui existe depuis quelques temps et n'existe pas pour d'autres. Selon cette solution, l'horizon des événements doit avoir toujours existé et doit exister éternellement.

Les trous noirs de Schwarzschild se rapprochent très précisément des trous noirs, mais comme vous pouvez le voir, ils ne parviennent pas à expliquer comment un trou noir peut se former et (en supposant que le rayonnement de Hawking est réel), ils n'expliquent pas comment on pourrait éventuellement s'évaporer.

Bien sûr, cette solution ne nous aidera pas. J'ai continué à en chercher un qui décrit avec précision un trou noir qui s'évapore et qui peut être créé, mais je n'ai rien trouvé. La conclusion à laquelle je suis arrivé, avec celles que j'ai posées, est que notre question a un problème majeur: le rayonnement de Hawking est expliqué par la théorie du champ quantique.

Ainsi, vous ne pouvez pas simplement utiliser une solution GR pour un trou noir; vous auriez besoin d'un mélange impie de théorie des champs quantiques et de relativité générale (gardez à l'esprit que GR et QFT sont incompatibles dans de nombreuses situations).

En fin de compte, tout se résume au peu que nous savons vraiment sur les trous noirs. Il n'est pas vraiment possible de déterminer quelle solution est la meilleure, et notre incapacité à réconcilier QFT avec GR pose un gros problème. La meilleure réponse que je pourrais donner est "personne ne sait vraiment ce qui se passerait si vous continuiez à vous approcher d'un trou noir".

Nous ne savons pas si nous atteindrons l'horizon des événements, nous ne savons pas si le trou noir va s'évaporer. Nous ne les comprenons tout simplement pas assez bien pour savoir quelle solution fonctionnerait ou comment nous y mettrions QFT. Si nous avons réussi à trouver une approximation qui combine correctement GR et QFT, je suppose (mais ne me citez pas à ce sujet) que la situation que vous avez décrite serait possible.

Si c'est possible, au fait, nous pourrions dire avec confiance qu'un trou noir de n'importe quelle taille pourrait vous déchirer par les forces des marées. Les forces de marée s'affaiblissent à mesure que la taille du trou noir augmente, donc on pourrait supposer qu'un trou noir suffisamment grand ne vous déchirerait pas.

Cependant, si nous prenons en compte le rayonnement de Hawking, et si votre scénario proposé était effectivement correct, le trou noir rétrécirait à mesure qu'il s'évaporerait. Puisqu'il deviendrait plus petit à un rythme plus rapide à l'approche de l'horizon des événements, il serait bientôt assez petit pour nous déchirer.

Monsieur Cumference
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Donc, en supposant (GRANDE hypothèse) que tout cela fonctionne de cette façon et que nous pouvons en quelque sorte survivre aux forces de marée, serions-nous alors témoins de l'horizon des événements se rétrécissant constamment loin de nous à mesure que nous approchions jusqu'à ce qu'il disparaisse complètement? Et puis à ce moment-là, nous remarquerions que dans les quelques instants qu'il a fallu (de notre point de vue) pour que le trou noir disparaisse, le reste de l'Univers a vieilli des milliards d'années?
called2voyage
@ called2voyage je suppose? Dieu sait ce qui se passerait vraiment, mais mon hypothèse est oui. Mais même si vous avez en quelque sorte survécu à la force toujours croissante des forces de marée, vous auriez à faire face à la chaleur extrême du disque d'accrétion et aux champs magnétiques incroyablement puissants.
Sir Cumference
Je demande parce que cette solution ressemble énormément à un trou de ver à sens unique vers l'avenir.
called2voyage
@ called2voyage C'est comme ça que la dilatation agit. Ce serait la même chose si vous continuiez à vous approcher de la vitesse de la lumière - votre temps progresserait plus lentement par rapport au reste de l'Univers, et le temps de l'Univers progresserait plus rapidement par rapport à vous. Un trou noir n'a pas de capacités magiques de voyage dans le temps, il utilise juste une dilatation gravitationnelle du temps. Tous les objets avec gravité appliquent une dilatation du temps gravitationnelle, mais les trous noirs continueront de dilater votre temps à l'infini à mesure que vous vous approcherez de leurs horizons d'événements.
Sir Cumference
D'accord, mais dans ce cas, vous ne traversez jamais l'horizon, vous vous retrouvez simplement dans le futur.
called2voyage
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Comme cela a été mentionné dans un commentaire de @zephyr, le problème de temps infini est en fait un non-problème.

Lorsque vous vous rapprochez d'un trou noir, le temps relatif à votre point de vue ne change pas de la même manière qu'il le fait à partir d'un cadre de référence différent.

En regardant votre propre situation, tout se passerait en "temps réel" cependant, tout ce qui serait observé sur vous et votre situation prendrait "et un nombre infini de secondes pendant une seconde pour passer".

C'est également un problème contesté car il y a eu des mesures et peut-être des observations (je devrais vérifier cela) d'étoiles "tombant" dans des trous noirs. Donc, le temps infini du point de vue des observateurs extérieurs n'est pas non plus possible.

En bref, la meilleure façon de répondre à votre question sans trop entrer dans la théorie, les hypothèses ou la science folle est simplement de dire: non, cela ne veut pas dire cela.

LaserYeti
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Si nous avons observé une étoile tomber dans un trou noir (je devrais le vérifier moi-même), cela ne signifie pas que nous avons observé l'étoile atteindre l'horizon des événements. Nous pourrions juste voir l'étoile se déchirer. Elle semblerait s'approcher arbitrairement de près de l'horizon des événements, au point qu'elle semblerait disparaître, sans jamais atteindre réellement l'horizon des événements à partir d'un cadre de référence extérieur. Toute la masse / énergie de tout ce qui tombe dans le trou noir pourrait sembler "suspendue" juste au-dessus de l'horizon des événements, avec sa vitesse apparente se rapprochant de zéro asymptotiquement. (Ou je me trompe.)
Keith Thompson