La matière s'accumule-t-elle juste en dehors de l'horizon des événements d'un trou noir?

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Je crois comprendre que le temps ralentit et que les approches s’arrêtent à l'approche de l'horizon des événements d'un trou noir. J'ai vu cela expliqué à plusieurs endroits, y compris une brève explication dans le dernier paragraphe sous: http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#General_relativity , citée ci-dessous:

Oppenheimer et ses co-auteurs ont interprété la singularité à la limite du rayon de Schwarzschild comme indiquant qu'il s'agissait de la limite d'une bulle dans laquelle le temps s'était arrêté. Ceci est un point de vue valable pour les observateurs externes, mais pas pour les observateurs infaillibles. En raison de cette propriété, les étoiles effondrées étaient appelées "étoiles congelées" [17], car un observateur extérieur verrait la surface de l’étoile figée dans le temps au moment où son effondrement l’emporterait dans le rayon de Schwarzschild.

Cela signifie-t-il alors que n'importe quelle matière tombe réellement dans un trou noir (sauf éventuellement ce qui était là lors de sa formation)? Cela signifierait-il également que la matière s'accumule juste en dehors de son horizon d'événements? Si je comprends bien, ce serait la perspective de l'extérieur du trou noir. Si tel est le cas, je me demande si nous observerions une quantité énorme de matière entourant l'horizon des événements, mais serait-il extrêmement décalé?

Modifier:

J'ai remarqué qu'une réponse à une question différente, en particulier la partie finale, fournit également un aperçu ici: https://astronomy.stackexchange.com/a/1009/1386

Modifier:

Ces vidéos de YouTube rassemblées expliquent très bien le concept et semblent indiquer que cette idée gagne du terrain!

https://www.youtube.com/watch?v=yZvgeAbrjgc&list=PL57CC037B74307650&index=118 https://www.youtube.com/watch?v=b1s7omTe1HI

Modifier:

Cette nouvelle vidéo sur YouTube décrit très bien cette idée et décrit le fonctionnement des trous noirs!

https://youtu.be/mquEWFutlbs

Jonathan
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2
Vous devriez citer où vous l'avez lu. Cependant, je suppose que vous parlez des effets relativistes (délai) observés par un observateur distant. Est-ce correct?
Samedi
1
Mon opinion personnelle: C’est la raison (avec le rayonnement de Hawking qui fait disparaître la BH au fil du temps fini, vu de l’extérieur), pourquoi un horizon d’événements ne peut jamais se former. Mais ce n’est pas (encore?) L’opinion dominante.
Gerald
@ Py-ser - Oui, c'est exact, je parle des effets relativistes.
Jonathan

Réponses:

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Oui, vous avez absolument raison, il en va de NOTRE POINT DE VUE.

Extrait du livre de Kip Thorne "Black Holes and Time Warps: l'héritage scandaleux d'Einstein".

«Comme une pierre tombée d'un toit, la surface de l'étoile s'abaisse (se rétrécit vers l'intérieur) lentement au début, puis de plus en plus rapidement. Si les lois de la gravité de Newton avaient été correctes, cette accélération de l'implosion se poursuivrait inexorablement jusqu'à ce que l'étoile, dépourvue de toute pression interne, soit écrasée à grande vitesse. Ce n’est pas le cas, selon les formules relativistes d’Oppenheimer et de Snyder. Au lieu de cela, lorsque l'étoile approche de sa circonférence critique, son rétrécissement ralentit considérablement. Plus l'étoile devient petite, plus elle implose lentement, jusqu'à ce qu'elle soit figée précisément à la circonférence critique. Quel que soit le temps d'attente, si vous êtes au repos en dehors de l'étoile (c'est-à-dire au repos dans le repère externe statique), vous ne pourrez jamais voir l'étoile imploser à travers la circonférence critique.

«Ce gel de l'implosion est-il causé par une force relativiste générale inattendue à l'intérieur de l'étoile? Non, pas du tout, se rendirent compte Oppenheimer et Snyder. Elle est plutôt causée par une dilatation temporelle gravitationnelle (ralentissement du flux de temps) près de la circonférence critique. Le temps à la surface de l'étoile implosante, tel que le voient les observateurs statiques externes, doit s'écouler de plus en plus lentement, lorsque l'étoile s'approche de la circonférence critique, et en conséquence tout ce qui se passe sur ou à l'intérieur de l'étoile, y compris son implosion, doit sembler aller au ralenti, puis geler progressivement. "

«Aussi étrange que cela puisse paraître, les formules d'Oppenheimer et Snyder faisaient une autre prédiction encore plus étrange: bien que, comme le voient les observateurs externes statiques, l'implosion se fige au niveau du périmètre critique, elle ne gèle pas du tout, comme le voient les observateurs se dirigeant vers l'intérieur. sur la surface de l'étoile. Si l'étoile pèse quelques masses solaires et commence à peu près à la taille du soleil, alors, comme observé à partir de sa propre surface, elle implose sur la circonférence critique dans environ une heure, puis continue d'imploser la criticité passée et de devenir plus petite circonférences. "

«En examinant les formules d'Oppenheimer et de Snyder du point de vue d'un observateur à la surface de l'étoile, on peut en déduire les détails de l'implosion, même après que l'étoile s'enfonce dans son périmètre critique. c'est-à-dire que l'on peut découvrir que l'étoile est réduite à une densité infinie et à un volume nul, et que l'on peut en déduire les détails de la courbure de l'espace-temps au moment de la réduction. "P217-218

OK, donc de notre point de vue, toute la question sera regroupée autour de la circonférence critique et non plus. C’est bien, cette coquille peut théoriquement exercer toutes les forces requises sur l’univers extérieur, telles que l’attraction gravitationnelle, le champ magnétique, etc. Le point, comme la singularité, se situe dans L'avenir indéfini de l'univers lui-même ne pourrait pas exercer de telles forces sur cet univers. Cette singularité n'est "atteinte" que par l'observateur chevauchant la circonférence critique et atteignant la fin de l'univers à travers le processus de dilatation temporelle.

C’est évidemment un domaine de recherche et de réflexion actives. Certains des plus grands esprits de la planète abordent cette question de différentes manières mais ne sont pas encore parvenus à un consensus, mais curieusement, un consensus semble commencer à émerger.

http://www.sciencealert.com/stephen-hawking-explains-how-our-existence-can-escape-a-black-hole

Lors d'une conférence en août 2015, Stephen Hawking a déclaré qu'il "pensait que l'information ne serait pas stockée à l'intérieur du trou noir comme on pourrait s'y attendre, mais à sa limite, l'horizon des événements". Son commentaire fait référence à la résolution du "paradoxe de l'information", un débat de physique de longue haleine dans lequel Hawking admet finalement que le matériau tombant dans un trou noir n'est pas détruit, mais fait plutôt partie du trou noir.

En savoir plus sur: http://phys.org/news/2015-06-surface-black-hole-firewalland-nature.html#jCp

Au milieu des années 90, les physiciens américains et néerlandais, Leonard Susskind et Gerard 't Hooft, ont également évoqué le paradoxe de l'information en proposant que, lorsque quelque chose est aspiré dans un trou noir, ses informations laissent derrière lui une sorte d'empreinte holographique à deux dimensions sur l'horizon des événements. , qui est une sorte de "bulle" qui contient un trou noir à travers lequel tout doit passer.

Ce qui se passe à l'horizon des événements d'un trou noir est très difficile à comprendre. Ce qui est clair et qui découle de la relativité générale, c’est que du point de vue d’un observateur externe à cet univers, aucune matière infaillante ne peut dépasser la circonférence critique. La plupart des scientifiques changent ensuite de point de vue pour expliquer comment, du point de vue d'un observateur infaillant, ils procéderont dans un très court laps de temps pour rencontrer la singularité au centre du trou noir. Cela a donné lieu à la notion qu'il existe une singularité au centre de chaque trou noir.

Cependant, il s’agit d’une illusion, car le temps qu’il faudra pour atteindre la singularité nous est essentiellement infini dans l’univers extérieur.

Le fait que la question ne puisse pas dépasser la circonférence critique n’est peut-être pas une "illusion" mais bien une réalité. La question doit de NOTRE POINT DE VUE devenir une "coquille" entourant la circonférence critique. Il ne tombera jamais par la circonférence tant que nous resterons dans cet univers. Donc, parler d'une singularité à l'intérieur d'un trou noir est incorrect. Ce n'est pas encore arrivé.

Le chemin à travers l'horizon des événements mène à une singularité dans chaque cas, mais il est indéfiniment loin dans le futur dans tous les cas. Si nous sommes dans cet univers, aucune singularité n'a encore été formée. S'il n'a pas encore été formé, où est la masse? La masse exerce une traction sur cet univers, n'est-ce pas? Ensuite, il doit être dans cet univers. De notre point de vue, ce doit être juste de ce côté de l'horizon des événements.

TELLEMENT, IL PEUT ÊTRE POSSIBLE DE PROUVER CELA. L'annonce récente d'ondes gravitationnelles détectées lors de la fusion de deux trous noirs s'est accompagnée d'un sursaut gamma non vérifié mais potentiellement correspondant provenant de la même zone du ciel. Ceci est inexplicable du point de vue conventionnel qui soutient que toute la matière serait comprimée dans une singularité et serait incapable de ressortir.

Si 2 trous noirs se confondent et émettent des rayons gamma… l'explication ci-dessus est certainement une explication compatible avec la relativité générale. La masse n'a jamais vraiment traversé l'horizon des événements (de notre point de vue) et a été perturbée par l'énorme violence de la fusion, dont certaines se sont échappées. C’est peut-être un puits de gravitation profond, mais un rayon gamma très puissant devrait pouvoir s’échapper du bon coup (attraction par un trou noir encore plus grand qui approche).

De nouvelles observations plus détaillées d’événements similaires, qui sont susceptibles d’être relativement fréquentes, peuvent fournir davantage de preuves. Il n'y aura probablement aucune autre explication crédible.

Ctrebor
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Merci pour votre réponse, je voudrais voir si cela génère des discussions supplémentaires!
Jonathan
2
Un dernier commentaire sur votre question initiale. Le trou noir commencerait comme une minuscule bulle de vapeur au milieu de l'étoile en implosion qui avait atteint une "pression" gravitationnelle suffisamment forte. Elle se développerait alors à mesure que la matière et l'énergie environnantes tomberaient et atteindraient leur circonférence critique. Par conséquent, je ne pense pas qu'une question du point de vue d'un observateur externe serait "à l'intérieur" de la circonférence critique.
Ctrebor
Pour votre information, je suis à la recherche de preuves / références pour l’attribution de la prime.
Jonathan
Preuve / références pour quoi? Il y avait une référence considérable à Oppenheimer & Snyder. En veux-tu plus?
Ctrebor
2
Vos commentaires sur les ondes gravitationnelles semblent avoir du mal à comprendre la différence entre la masse et le champ gravitationnel. Rien dans la détection GW n’indiquait que la masse avait été expulsée ou autrement convertie des trous noirs en diverses formes de rayonnement. L'énergie était déjà présente dans les champs gravitationnels, qui existent dans l'univers et en dehors de l'horizon des événements. C'est cette énergie qui a été convertie en rayonnement. Ce qui est "réellement" dans le trou n'a aucune importance: ce qui compte, ce sont les champs (attractif et EM, à savoir).
Zibadawa Timmy
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Ce que vous décrivez est essentiellement l’interprétation des «trous noirs» des «trous effondrés» (Eng) ou «étoile congelée» (Rus) qui était courante avant la fin des années 1960. C'était une erreur.

Supposons que vous soyez éloigné et stationnaire par rapport au trou noir. Vous observerez une matière infime qui approche asymptotiquement de l’horizon, devenant de plus en plus faible à mesure qu’elle se décale. Cela signifie-t-il que la matière "s'agglomère" à l'horizon? Pour le savoir, supposons que vous vous jetiez vers le trou noir pour tenter d’attraper la matière que vous voyez. Ce que vous constaterez, c'est qu'il est tombé dans le trou noir il y a longtemps.

En d’autres termes, le moyen le plus sensé de déterminer si des masses de matière se profilent à l’horizon est de regarder la situation à partir du cadre de cette matière de champ. Et là, c'est clair: non, il ne s'agglomère pas, car il traverse l'horizon dans le temps propre et fini. (En passant, pour un trou noir de Schwarzschild, tomber du reste est exactement newtonien en coordonnée radiale de Schwarzschild et dans le temps imparti.)

Oppenheimer et Snyder ont reconnu le "point de vue commun" en 1939, mais ce n'est qu'avec les travaux de Zel'dovich, Novikov et autres, dans les années 1960, qu'il a été généralement reconnu comme véritablement significatif dans la communauté. En 1965, Penrose introduisit des diagrammes conformes basés sur les coordonnées d'Eddington-Finkelstein (1924/1958), qui montraient clairement que l'effondrement stellaire n'était pas ralenti, mais restait plutôt singulier. Pour un aperçu de l'historique de ce changement de point de vue, cf. Kip Thorne et al., The Memberane Paradigm (1986). Ces sujets sont généralement abordés dans de nombreux manuels de relativité.

Ok, mais comme cela prend toujours une quantité infinie de temps dans le cadre adapté à un observateur éloigné et stationnaire, cela signifie-t-il que l'horizon ne se forme jamais dans ce cadre? Cela forme: l'hypothèse sous-jacente de l'argument selon laquelle il ne s'agirait pas non plus de la nécessité infaillible que la matière infaillante doive atteindre le centre de l'horizon pour pouvoir former ou franchir un horizon préexistant afin de l'élargir. Mais cette hypothèse est tout simplement fausse.

Un horizon d'événements est défini en termes d'infini futur proche de la lumière, grossièrement en termes d'évolution des rayons lumineux si l'on attend une durée infinie. Cela signifie que l'emplacement de l'horizon à tout moment dépend non seulement de ce qui s'est passé, mais également de ce qui se passera dans le futur. Dans le cadre de l'observateur stationnaire éloigné, lorsque la matière tombe vers l'horizon des événements, elle ralentit pour se rapprocher de manière asymptotique ... mais l'horizon s'agrandit également pour le rencontrer. De même, la matière initialement réduite ne doit pas nécessairement s'effondrer jusqu'au centre pour permettre à l'horizon des événements de se former.


Comment rendre la durée de vie finie du trou noir due au rayonnement de Hawking compatible avec la durée infinie (future) nécessaire à l’extension de l’horizon des événements (dans le cadre temporel extérieur)?

Il n'est pas nécessaire de: [modifier] qu'une coordonnée temporelle particulière ne couvre pas la totalité du collecteur est une faute du tableau de coordonnées, pas d'espace-temps [/ edit]. Depuis chaque événement, envoyez un lieu omnidirectionnel de rayons lumineux idéalisés. L'horizon des événements est la limite de la région espace-temps à partir de laquelle aucun de ces rayons lumineux ne s'échappe à l'infini. Cette question a une réponse objective: pour un rayon de lumière donné, il s’échappera ou ne l’échappera pas.

Un observateur externe devrait attendre infiniment longtemps pour savoir avec certitude où se situe exactement l'horizon des événements, mais le problème est complètement différent. Avec le rayonnement de Hawking, le trou noir se réduit, mais cela ne change rien au fait que les rayons lumineux de certains événements ne parviendront pas à s'échapper et qu’il existera donc un horizon des événements.

Voici un diagramme de Penrose représentant une étoile à effondrement sphérique formant un trou noir qui s'évapore par la suite:

Diagramme de Penrose d'un trou noir en train de s'évaporer

r=0r=2mr=0

Supposons maintenant que sur ce diagramme, vous dessiniez des courbes temporelles qui restent obstinément à l’écart de l’horizon et que vous insistiez pour utiliser un paramètre le long de celles-ci en tant que coordonnée temporelle. Le fait que vous ayez choisi des coordonnées excluant l'horizon doit-il être cohérent avec l'existence ou non de l'horizon des événements? La résolution est simple: si vous voulez parler de l'horizon, arrêtez d'utiliser des coordonnées qui l'excluent.

Stan Liou
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Alors est-ce correct? À partir d'un point de référence situé en dehors du trou noir, la matière s'accumule (ou s'agglomère) en approchant de l'horizon des événements, mais finalement, l'horizon des événements se dilate pour l'engloutir lorsque davantage de matière s'accumule?
Jonathan
2
Si vous insistez pour définir «agglutination» de cette façon, oui, bien que ce ne soit pas le cas. Pour ce qui est de la dernière question, en fait, non: à mesure que l'horizon se dilate, il contient les images figées et décalées en rouge de la matière qui est tombée dans le passé. C'est une des raisons pour lesquelles je n'appellerais pas le cas précédent «agglutination»; au lieu de cela, la coordonnée temporelle de Schwarzschild (ou une généralisation appropriée pour les observateurs stationnaires lointains) est mal conduite à l’horizon, elle ne devrait donc tout simplement pas être utilisée ici.
Stan Liou
1
Je ne suis pas d'accord pour dire que la référence temporelle externe ne devrait pas être utilisée, car c'est ce que nous "verrions" si nous examinions un trou noir. Vous avez fait remarquer que l’image de toute la matière tombée avant s’est déplacée vers l’extérieur lorsque l’horizon des événements s’est élargi. Merci d'avoir pris le temps de fournir une réponse détaillée aussi, très réfléchie!
Jonathan
1
@StanLiou Comment rendre la durée de vie finie du trou noir due au rayonnement de Hawking compatible avec la durée infinie (future) nécessaire à l'expansion de l'horizon des événements (dans le laps de temps extérieur)?
Gerald
1
"... mais l'horizon s'étend également pour le rencontrer." Combien de temps cela prend-il du point de vue d'un observateur stationnaire distant?
Kamil Szot
10

Nous devons réfléchir à l' endroit précis se produit l'effet de dilatation temporelle. En réfléchissant ensuite aux observations de chaque point de vue, c’est-à-dire l’objet en chute libre et l’observateur externe, nous pouvons faire face à ce qui se passe, par opposition à ce qui semble se passer.

L'expérience du temps

Nous devons nous rappeler qu'un objet se déplaçant à une certaine vitesse voyagera à travers le temps (ou la 4ème dimension) à un rythme plus lent. Cela ne signifie pas qu'il se déplace plus lentement, sinon il ne roulerait évidemment pas "à une certaine vitesse".

Là où le temps ralentit, c'est dans le tic-tac des processus physiques de l'objet lui-même. En d’autres termes, mon horloge cadrerait deux fois plus lentement selon vous lorsque je vous dépasserais à 87% de la vitesse de la lumière. J'agiterais normalement les bras, mais selon vous, j'agiterais deux fois plus lentement et j'aurais aussi une taille réduite (ce qui n'est pas vraiment pertinent).

Le point de vue de l'objet qui tombe

Si vous tombiez dans le trou noir, vous accélérieriez à l'approche de l'horizon des événements, mais vous mettriez de plus en plus de temps pour réagir à l'approche, au point de tomber dans le trou noir en un rien de temps. . De votre point de vue, votre approche de l'horizon des événements deviendrait de plus en plus rapide.

En d'autres termes, vous tomberiez incroyablement vite dans le trou noir, mais vous l'auriez à peine inscrit dans votre esprit car il n'y avait tout simplement pas assez de temps pour vous en raison de la relativité.

Le point de vue de l'observateur immobile

Or, l'observateur immobile en dehors de l'influence du trou noir observerait quelque chose de très différent. La lumière (ou plutôt d' informations) au sujet de votre descente deviendraient de plus en plus redshift, mais aussi prendre plus de temps et plus de temps pour atteindre effectivement leurs yeux.

Cela signifie que, selon l'observateur , la chute de l'objet ralentirait jusqu'à s'arrêter à l'horizon de l'événement et aurait disparu.

Alors qu'est-ce qui s'est réellement passé?

  • L'objet tombant est tombé très rapidement, mais à peine réalisé
  • L'observateur immobile penserait que l'objet a disparu et n'a jamais atteint l'horizon des événements.
  • Cooper exploite des livres de gravité et sauve la race humaine.
Nick Bedford
la source
Comment alors l'observateur peut-il voir un trou noir, si de sa position, il ne tombe jamais assez de masse pour qu'il puisse prendre forme et exister pour commencer?
LocalFluff
@LocalFluff Que signifie « voir un trou noir » moyenne ? Si vous entendez par là observer ses effets gravitationnels, je ne vois pas le problème.
Rob Jeffries
Votre première section est erronée. Il faut un temps fini pour arriver, c'est-à-dire des expériences temporelles de la part de l'objet, tel que vous. Comme une coïncidence mignonne illustrant cela, pour que la chute libre radiale du repos dans un trou noir de Schwarzschild se produise, le temps nécessaire pour atteindre l’horizon (ou toute coordonnée radiale de Schwarzschild) correspond exactement à la prédiction de la gravité newtonienne.
Stan Liou
@RobJeffries Mais alors, il resterait une étoile à neutrons pour tous les observateurs extérieurs. Les trous noirs ne se formeraient jamais pour des observateurs extérieurs, quelle que soit la façon dont ils sont observés. On peut potentiellement voir un trou noir en transitant des objets d'arrière-plan. Une SMBH non-accrétante ne brille pas du tout, alors qu'une étoile à neutrons avec des millions de masses solaires très proches de sa surface serait assez sauvage.
LocalFluff
1
@LocalFluff Une étoile à neutrons et un trou noir sont complètement différents. Aucune étoile à neutrons ne peut exister avec un rayon situé à proximité du rayon de Schwarzschild. C'est pourquoi vous pouvez voir une étoile à neutrons.
Rob Jeffries
5

La conséquence logique est qu'un horizon d'événements ne peut pas se former, car la première particule ralentit asymptotiquement à zéro, juste avant la formation de l'horizon des événements ( descente infinie de Fermat ).

L'émergence de l'horizon des événements prend donc un temps infini vu de l'extérieur. Mais à cause du rayonnement de Hawking, un trou noir n'existe que dans un temps fini. Par conséquent, un horizon d'événements ne se forme pas.

Ce qui est frustrant à propos de cela, c'est qu'il faut au moins être Stephen Hawking , pour ne pas s'appeler un geek.

Le moyen le plus courant de contourner ce paradoxon consiste à passer à une géométrie relativiste purement générale, qui consiste à infiltrer l’espace-temps et qui n’a pas l’horizon des événements. De cette façon, vous éviterez l'horizon des événements en tant que pôle, mais vous obtiendrez la singularité au centre du trou noir, gouvernée par une investigation des lois physiques de la gravité quantique.

Gerald
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C'est un point intéressant, et très provocant. Il sera intéressant de voir quelles autres découvertes sont faites sur les trous noirs. Je me pose encore des questions sur la question qui se trouvait "à l'intérieur" du trou noir lors de sa formation (par exemple, je penserais que cette question se trouve effectivement dans l'horizon des trous noirs / des événements). Bien que, s'il est exact que "l'image" de la matière s'agrandisse avec l'horizon des événements, même cette question pourrait se situer au bord de l'horizon des événements d'un point de vue extérieur.
Jonathan
@ Jonathan Si vous supposez, par exemple, la solution de Schwarzschild, la forme la plus simple d'un trou noir, d'un observateur extérieur, vous devez distinguer trois zones: la zone ressemblant à l'espace, la lumière et la zone temporelle. La zone en forme de lumière correspond à l'horizon des événements. Si vous transformez les propriétés de la matière entre ces zones, elles changent tellement leurs propriétés physiques que le terme "la matière est" n'a pas beaucoup de sens, ni "la matière" ni "est". Une dimension d'espace change les rôles avec le temps.
Gerald
1
@ Jonathan Une façon de penser peut être que l'information de la matière est stockée à l'horizon des événements, certaines simulations de fluide indiquent une structure fractale de l'horizon des événements due à une matière infime; cela pourrait être un moyen de surmonter le paradoxe de l'information. Ce n'est ni la solution de Schwarzschild ni celle de Kerr.
Gerald
1
Je me demande si nous pourrions réellement "regarder sous les jupes" d'un trou noir s'il y aurait du tout "là". Nous ne pouvons pas, bien sûr, et quiconque affirme qu’il existe une singularité à l’intérieur d’un trou noir se contente de dire que le modèle mathématique qu’il utilise indique qu’il en existe un. Si toute la masse / énergie constituant un trou noir a été comprimée en une surface à deux dimensions à l'horizon des événements, y a-t-il un moyen d'observer la différence de manière observationnelle? Le fromage suisse a des trous, mais personne n'affirme que les trous sont du fromage suisse.
Howard Miller
@ Gerald FYI, je suis à la recherche de preuves / de références pour l’attribution de la prime.
Jonathan
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Cosmologues provocants!

Je suis trop en retard pour cette discussion car je vois qu'elle est en cours depuis littéralement des années et je ne sais pas s'il y a toujours quelqu'un qui surveille ce sujet, mais voilà.

J'ai étudié l'astrophysique à l'UC Berkeley à la fin des années 80, alors peut-être que mes informations sont un peu dépassées. J'ai passé beaucoup de temps à réfléchir à ce problème au cours des 30 dernières années et j'ai postulé quelques idées.

Premièrement, ces hypothèses sont basées sur les présomptions:

  • le temps s'arrête à l'horizon des événements
  • un observateur entrant dans l'EH regardant en arrière regarderait l'univers vieillir rapidement pour chauffer la mort
  • trou noir non chargé, non rotatif, de masse solaire
  • une étoile de 2 à 3 masses solaires suffit à surmonter la pression de dégénérescence neutronique et à former un trou noir (appelez-le 2 pour la discussion)

Si vrai, alors conjecture:

  • commencer par star de dire 3 masses solaires
  • il faut considérer l'existence d'un horizon homogène et les paramètres de sa "naissance"
  • rayon minimum Schwarzschild est seulement 12 miles (2 masses solaires)
  • Rayon des étoiles de la séquence principale originale environ 100 000 km (100 M + km pour le géant rouge)
  • observateur est en orbite étoile initialement
  • l'étoile brûle à travers les derniers pourcentages d'hélium et la cascade s'effondre directement dans le trou noir
  • lorsque l'étoile s'effondre, une certaine quantité de matière se contracte à moins de 20 km du centre de l'étoile (appelez-le 2 masses solaires)
  • L’horizon des événements est maintenant calculé mathématiquement et le temps s’arrête pour toutes les matières de ce rayon
  • La matière en dehors de ce rayon continue de tomber car le temps n'a pas encore cessé de créer une sphère de compression autour de l'EH
  • La matière à l'intérieur de l'EH continue de chuter. (il a un élan qu'il faut conserver). OU le temps s'arrête-t-il également dans l'EH dans toute la sphère de Schwarzschild, ce qui fait geler tout ce qui est important en position (par rapport à l'observateur extérieur? (Inconnu) (peut-être que le temps REVERSES ?!)
  • L’observateur extérieur observerait la situation à l’arrêt EH STOP tomber et rayonner.
  • La matière en train de tomber qui regarderait l'univers regarderait maintenant l'univers vieillir rapidement, peut-être même jusqu'à sa mort?
  • Si tel est le cas, cela signifie que toute la matière EH qui tombe après la formation de celle-ci est piégée à l'EH jusqu'à l'évaporation du trou noir.
  • Ce qui entraîne également une énorme COMPRESSION de la matière en chute dans des délais successivement plus rapides.
  • Dans l'exemple donné, il s'agit de toute une masse solaire de matière qui se compresse rapidement et augmente en pression. (À l'heure d'EH, le temps s'est arrêté, il n'y a donc pas d'interaction du point de vue de notre observateur solaire en orbite, mais des couches moins dilatées le temps beaucoup de secondes. IE SUPERNOVA)
  • ET il y a le déséquilibre d'attraction gravitationnelle qui a maintenant été causé entre la masse solaire de matière à l'EH et les 2 masses solaires à l'intérieur de la SO
  • En fait, tous les trous noirs formés par un effondrement stellaire devraient commencer leur vie avec un rayon de schwarzschild de 12 miles de large et deux masses solaires.
  • La croissance des tailles de trou noir de ce type (à l'exclusion des trous noirs primordiaux) devrait UNIQUEMENT être due à une accumulation de matière EH ou à la fusion des EH du trou noir.
  • Aucune matière ne devrait jamais tomber dans (ou à travers) l'EH de notre vie, ni même de la vie de l'univers tant que nous maintenons qu'un observateur qui tombe dans un trou noir voit l'univers vieillir rapidement derrière lui (le futur)
  • Par conséquent, toute détection de rayonnement à partir de trous noirs est due à des interactions de matière très proches de l'EH
  • Ce qui soulève la question, GRAVITY transcende-t-il l'EH?
  • Sinon, un trou noir devrait perdre "2" masses solaires lors de sa création (nous ne pouvons le tester que si nous pouvons mesurer la masse avant et après sa création dans peut-être une supernova à paire binaire visible.
  • Mais si la gravité dépasse l'EH tel qu'accepté, alors la gravité des masses solaires à l'EH devrait exercer une force opposée sur la matière à l'intérieur, DÉCÉLÉRANT l'effondrement à l'intérieur de l'EH!
  • De plus, nos nouveaux détecteurs d'ondes de gravité devraient produire un effet de "sonnerie", car la matière à l'intérieur ne s'effondre pas en une singularité, mais "rebondit" et se réverbère sous l'effet de la gravité et de différentes couches de dilatation temporelle.
  • Cependant, cela POURRAIT même aboutir à un "tore" avec des dimensionnalités échangées ou inversées (temps / distance), plutôt qu’à une singularité.
  • Ajoutez à cela la densité de planck avec ces forces internes opposées et nous aboutissons éventuellement à des topologies bizarres spatio-temporelles.
  • PURE spéculation: l'environnement À L'INTÉRIEUR du trou noir commence à ressembler énormément à l'histoire de notre propre univers depuis le big bang (trou blanc?) Si vous changez simplement la flèche du temps. (L'univers ne s'agrandit pas comme nous le percevons mais se compresse en un tore dont les distances sont différentes de notre point de vue et dont le degré de dilatation dans le temps varie)
  • En tant qu'étudiant de premier cycle, j'ai écrit un article selon lequel notre univers était à l'intérieur d'un trou noir et j'ai vu de nombreuses théories attirer (pardon) cette solution au cours des 30 dernières années.
  • En incluant les idées les plus récentes, notre univers est un hologramme compressé (3D) sur une "sphère" en 4 dimensions qui représente un horizon d'événements égal à l'entropie de l'ensemble de notre univers connu. Élégant.

Toutes mes excuses pour les commentaires terriblement longs ici. Je suis sûr que l'idée a plus de trous que le fromage suisse. C'est ce à quoi l'univers commence à ressembler avec tous ces petits univers de poche en formation avec lesquels nous ne pouvons pas interagir!

La question et la réponse qui pourraient être utiles au prochain niveau de compréhension de ces concepts est la suivante:

Un horizon d'événement peut-il changer de forme?

Si le problème est temporellement lié à l'horizon des événements, il ne peut pas bouger (par rapport à l'EH). Si la matière en chute peut être témoin de la fin de l'univers, ou même d'une très longue période, alors la matière est par définition verrouillée par la dilatation du temps. S'il n'est pas verrouillé en mode TD, un observateur en chute NE DOIT PAS POUVOIR VOIR L'UNIVERS RAPIDEMENT À L'ARRIÈRE.

Ensuite, si l'EH peut changer de forme, soit:

  • la matière doit bouger avec l'EH (accélération? élan? énergie libre?)
  • OU l'EH, en tant que définition mathématique, peut bouger indépendamment de l'emplacement de la matière, ce qui modifie la quantité de dilatation temporelle de la matière, ralentissant / accélérant / arrêtant la matière en dehors de l'EH, ou les effets INCONNU si elle était déjà à l'intérieur de la matière. EH. (vraisemblablement un HE augmentera toujours de taille, mais qu'en est-il de la forme?)
  • retour à la forme: un EH peut-il être ellipsoïde? Crêpe? Si cela peut changer de sphère en galette, cela ne signifie-t-il pas que la matière qui était déjà à l'intérieur de l'EH près du rayon sphérique a maintenant émergé du trou noir pour ainsi dire si ce rayon rétrécit soudainement? (à moins que, encore une fois, il soit traîné avec l'EH)
  • Si tel est le cas, les fusions de trous noirs ne permettraient-elles pas à des matières de l'EH d'y échapper en constituant une toute nouvelle forme d'émission de trous noirs autre que le rayonnement de Hawking ? Comment pourrions-nous détecter cela? Comment saurions-nous?

Je pense que la réponse réside carrément avec LIGO et que des versions plus puissantes de cet instrument seront mises en ligne dans le futur. Observer les changements, les heures d'arrivée, les comparaisons de spectre et, éventuellement, la direction des ondes de gravité et leurs sursauts gamma associés résultant de la fusion de trous noirs nous aidera à comprendre exactement ce qui se passe lorsque des horizons d'événements se rencontrent!

Merci d'avoir pris le temps de revoir ces idées!

Doug Klotz
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1) Mettez votre texte entre deux étoiles, donc *this text*:, il sera donc en italique . 2) 3 Les masses solaires ne suffisent pas à produire un trou noir. 3) Le temps ne s’arrête sur le HE que pour les observateurs lointains, les objets qui tombent dans le HE n’expérimentent rien pendant qu’ils le dépassent. 4) Tous les textes en majuscules ne sont pas très beaux, je suggère d’utiliser la mise en italique (ou les doubles étoiles mettent le texte en gras ).
Peter dit réintégrer Monica le
Et faites quelque chose à propos de votre mur de texte . Si vous voulez que les gens lisent votre contribution, assurez-vous qu’elle est facile à lire.
Jan Doggen
Commentaires très intéressants et qui ont provoqué des réflexions! Il serait intéressant de voir si les observations futures (en particulier les observations LIGO de la fusion de trous noirs) "éclairent davantage" si le temps est effectivement gelé à l'horizon des événements. Il est intéressant de penser que l'horizon des événements ne devrait pas pouvoir changer de forme si le temps est figé! Certainement pensé à provoquer.
Jonathan
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Plusieurs réponses à la fois techniques et merveilleuses ont été données, et je ne peux rien ajouter à ces très belles réponses qui expliquent pourquoi il est inutile de penser que les trous noirs sont "gelés" à l'horizon de leurs événements. Mais je peux donner une réponse avec une perspective philosophique plus essentiellement utile, à savoir que la leçon principale de la relativité est que la réalité implique un tas de choses qui se passent à divers endroits et à différentes époques. La réalité est donc locale. En tant que tel, si vous voulez savoir ce qui s’est passé à un endroit et à un moment donnés (quelle que soit la façon dont vous décidez de donner des chiffres à cet endroit et à ce moment, c’est comme choisir comment coordonner la surface de la Terre), vous devriez alors demander à quelqu'un qui à cet endroit et l'heure!

Selon cette règle simple, nous devrions imaginer demander à quelqu'un qui tombe devant un horizon d'événements si un trou noir s'est encore formé ou non. Ils diront que c'est le cas et qu'ils arriveront à ce trou noir central dans un temps fini. Que vous receviez ou non ce message est une question plus difficile, mais ils le diront quand même, car la réalité se passe quelque part, et nous pouvons toujours imaginer quelqu'un là-bas pour en faire l'expérience - et leur demander . Ou du moins, imaginez ce qu'ils diraient dans les cas où la communication devient difficile, voire impossible.

Si vous suivez cette règle simple, tous ces paradoxes de coordonnées apparents disparaissent immédiatement. Les coordonnées sont un langage utile pour faire des calculs, mais pas pour faire des affirmations sur "ce qui est". C’est une question d’observation, et toutes les observations sont locales - personne n’observe jamais de coordonnées, et on en fait trop avec des choix de coordonnées arbitraires.

Ken G
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" toutes les observations sont locales " - cette simple déclaration a du punch! Interprétation de Copenhague ... enchevêtrement ... il n'y a pas de réalité indépendante?
Chappo dit de réintégrer Monica le
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Pas accessible à la science, en tout cas. La science doit être empirique, elle doit donc être basée sur des observateurs, elle ne peut donc décrire que des événements locaux. Cela peut limiter sa portée. C'est la façon dont nous gardons les féeries invisibles de la science, mais nous ne savons pas ce que nous perdons. Néanmoins, si quelqu'un dit quelque part que le trou noir s'est formé et traverse un horizon d'événements, nous devons laisser le trou noir exister - même si nous savons que nous ne pouvons jamais recevoir le message et donc ne pas générer de concept global. de nos propres observations.
Ken G
Einstein était profondément troublé par la prise de conscience du fait que la réalité était relative . C'est pourquoi il écrivit à Schrödinger en 1950: "Vous êtes le seul physicien contemporain, à part Laue, à voir que l'on ne peut pas contourner l'hypothèse de la réalité, si ce n'est qu'un honnête La plupart d’entre eux [d’autres physiciens] ne voient tout simplement pas le genre de jeu risqué qu’ils jouent avec la réalité - la réalité comme quelque chose de indépendant de ce qui est établi expérimentalement. "
Chappo dit de réintégrer Monica le
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Cette attitude me surprend toujours, car il me semble évident que nous serons toujours limités par notre capacité de perception. Il n'y avait jamais aucune garantie que nous serions capables de percevoir la réalité sous une forme pure - c'était toujours ce qui passait nos filtres. Même le choix de faire de la science présente des filtres supplémentaires, où était la garantie que rien ne serait jamais perdu?
Ken G
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Un observateur tombant dans un trou noir ne se voit pas tomber dans la singularité sans entrave. Le trou noir s’évaporera toujours avant l’infini, l’observateur infaillant tombera alors au centre d’un trou noir évaporé et ne trouvera rien de spécial autre que la mort par chaleur universelle.

Gars intelligent
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Et d'ailleurs, les physiciens du monde entier semblent confus quant à ce qui se passe lorsque vous ajoutez l'infini. Ignorer l'évaporation des trous noirs. L'affirmation est que la physique est également vraie dans tous les cadres de référence. Sauf qu'il n'y a pas de cadre de référence pour un observateur lointain, car après un temps infini, le sujet infaillant ne tombe toujours pas au-delà de l'horizon. Il n'y a donc aucune raison évidente de dire que l'observateur infaillant aura une expérience normale au temps = infini. Vous ne pouvez pas ajouter l'infini ni diviser par l'infini. Vous avez perdu le contact avec les concepts physiques lorsque vous essayez de le faire.
Gars intelligent
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Toute la question découle d'une extension analytique invalide. C'est comme essayer de décrire l'univers comme un photon le verrait se déployer. L'univers n'existerait qu'avec deux états: t = 0 et t = 1. Les deux états ne partageraient aucune relation découvrable et seraient véritablement arbitraires, car l'expérience des photons nécessite de diviser le temps en infini et n'a donc aucun sens à en parler.
Gars intelligent
Je ne vois pas ce qui ne va pas dans cette réponse, en supposant que les trous noirs s'évaporent en raison du rayonnement ambulant, et que la dilatation dans le temps est telle que l'observateur tombant dans le trou noir observe l'avenir de l'univers. Ce serait bien si la réponse était un peu plus détaillée. Certainement une pensée intrigante! Dans ce cas, je ne crois pas que le temps infini soit en cause, car il s'écoulerait un temps fini avant que le trou noir ne s'évapore. Voir aussi: astronomy.stackexchange.com/questions/2524/…
Jonathan
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C'est faux car l'infaller arrive au centre en peu de temps, avec sa propre horloge. Ils ne se soucient simplement pas de la coordonnée temporelle utilisée par une personne à l'infini, et nous ne devrions pas utiliser une coordonnée temporelle non locale pour dire «ce qui se passe» ailleurs. C'est l'une des leçons centrales de la relativité - la réalité est locale , alors demandez à la personne sur place. Tout le reste n'est que des coordonnées, et beaucoup trop de coordonnées.
Ken G
En effet, ceci est similaire à la question qui se pose dans la cosmologie - "l'univers observable". Au-delà de cela, il y a des dragons, que nous prenons avec un glissement du principe cosmologique - pourtant, tout ce que nous savons, c'est que nous ne connaîtrons jamais l'univers complet et global, et tout ce qu'il pourrait contenir, qu'un observateur soit expérimenter mais nous ne le ferons jamais.
Ken G