Швидкість світла в чорній дірі

Якби у мене було направлене джерело випромінювання фотонів і помістити його всередину чорної діри, спрямованої вгору і назовні до видимого Всесвіту, я припускаю, що фотони, що рухаються зі швидкістю світла, сповільнюватимуться і повертатимуть назад у центр.

Отже, якщо я взяв те саме джерело і розмістив його поза чорною дірою, спрямованою всередину до центру чорної діри, чи можу я припустити, що випромінюваний фотон рухатиметься до центру швидше, ніж швидкість світла, на яку він вже рухається?

black-hole photons

— тнт-рокс
джерело

Я проголосував за вас, тому що я люблю зображення, але світло не так поводиться. Світло рухається по прямій лінії, викривляється лише тоді, коли простір вигнутий, який знаходиться, значною мірою, всередині горизонту події чорної діри. Всі можливі шляхи світла від кривої джерела до сингулярності, немає жодного вгору, уповільнення чи звороту, є лише всі напрямки, спрямовані на сингулярність. Це сказало, що я краще не став би на це відповіді, оскільки я все ще вважаю діаграми простору та часу заплутаними.

— користувачLTK

Невелике попередження: Усі відповіді тут спираються на припущення, що наше розуміння чорних дір (тобто загальної відносності, поряд з нашими моделями чорної діри, особливо Шварцшильдом та Керром), продовжує описувати внутрішню частину горизонту події з такою ж точністю, що це описує зовнішню сторону. У нас немає підстав вірити ні в що інше, але припускаючи, що ці моделі справді (близькі до істини), ми ніколи не можемо дізнатися фактичну відповідь.

— Артур

У мене було враження, що поняття "вгору" і "назовні" не мають сенсу в контексті всередині горизонту події чорної діри.

— emory

З мого обмеженого розуміння, поняття "швидкість" та "напрямок" насправді не мають сенсу всередині чорних дір.

— користувач253751

@ Fandango68 Ми не робимо. Коли ви бачите «круглу чорну діру, що не обертається», уявіть собі «чорну діру, в якій горизонт події є поверхнею сфери». Це не говорить про багато про внутрішню структуру чорної діри, яку зазвичай зображують як своєрідну "воронку" (набуваючи шалених фігур з обертанням і електромагнетизмом) сильно спотвореного простору-часу, який може бути, а може і не бути " кінець "в особливості (що не можна повністю описати загальною відносністю). І чому круглий горизонт подій? На математиці простіше. У нас також є моделі для обертових і заряджених чорних дірок, які не мають сферичну форму.

— Луаан

Відповіді:

Це не працює так. Спостерігач біля джерела світла (і справді будь-який спостерігач деінде) завжди буде бачити світло, що рухається (у вакуумі) зі швидкістю світла локально.

Існує також значна проблема з вашим мислительним експериментом. У вас немає можливості мати нерухоме джерело світла в межах горизонту події чорної діри. Він, і все інше, що знаходиться поблизу, має рухатися всередину. Це так само невблаганно і неминуче, як і проходження часу спостерігача поза горизонтом подій.

На мою думку, найкращий "візуальний" спосіб думати про ситуацію всередині горизонту події - це уявити свої фотони світла, як лосось, який намагається плисти вгору за течією, поки ви знаходитесь на човні, що тече потоком і випускає лосося у воду . Ви завжди побачите, що лосось плаває з якоюсь швидкістю стосовно вашого човна. На жаль, якщо потік тече досить швидко, то лосось не буде просуватися, і ви обидва будете змітатися над водоспадом (сингулярність) трохи далі за течією.

$c$

— Роб Джеффріс
джерело

@ tnt-rox Не існує такого поняття, як статичний спостерігач (іноді його називають спостерігачем оболонки) всередині горизонту подій.

— Роб Джеффріс

c

$c$

Не намагайтеся цього вдома.

— Полуниця

Я пам’ятаю, Леонард Сускінд використовував ту саму «рибу, що пливе за течією» у своїх лекціях. Це добре засвоює суть.

— ТТ.

@EricDuminil У мене було враження, що світло НЕ завжди рухається при температурі c, але в не вакуумі він рікошетує частинки, змушуючи його пройти довший шлях і зробити його ПОШЕМИ повільнішим.

— Feathercrown

Ви не можете перевищувати швидкість світла "локально". Але ви можете - побачити - уявити ^* відстані збільшуються швидше, ніж швидкість світла .

Якщо під мандруванням ви маєте на увазі «рухатися порівняно з місцевим космічним часом», то світло не може подорожувати швидше, ніж швидкість світла. У вашому прикладі відстань збільшується швидше, ніж швидкість світла, тому що космічний час тягне за собою всередині чорної діри своєю силою тяжіння.

_{* Ви насправді не можете "бачити" це, тому що вам потрібно буде якось передати інформацію, щоб зробити те саме! Це не можливо, з - за того прокляте гр обмеження.}

— Дж. Чомель
джерело

@ j-chomel ваша відповідь геніальна, мені особливо подобається, що "відстані збільшуються швидше, ніж швидкість світла" тепер, коли я починаю розуміти це поняття.

— tnt-rox

@ tnt-rox, у мене було подібне запитання деякий час тому, і я багато чого дізнався з отриманих відповідей: astronomy.stackexchange.com/questions/19909/… .

— Дж. Чомель

Саме тому діаметр видимого Всесвіту (93 мільярди світлових років) може бути більшим, ніж кількість років з часу його створення (13,8 мільярда років).

— vsz

Швидкість світла залишиться постійною. Хоча спосіб її сприйняття біля чорної діри змінюється залежно від того, де і як вона сприймається, вона залишатиметься постійною. Швидкість світла не збільшується і не зменшується лише тому, що знаходиться поблизу чорної діри.

— Темна матерія
джерело