Определения чёрной дыры.

[longstreet]

Определение1. Чёрная дыра - это такая область пространства-времени, из которой никакая информация, переносимая сигналом, не может достигнуть внешнего наблюдателя.
Тут кажется лишним привлечение понятия информации.

Определение2. Чёрная дыра - это такая область пространства-времени, где лучи света не могут уйти на бесконечность.
Тут как-то не ясно сразу, что за бесконечность.

Определение3. Чёрная дыра - это такой физический объект, который обладает настолько сильным гравитационным полем, что даже свет не может вырваться из них.
Тут как-то уж слишком словесно.

Определение4. Чёрная дыра - это такая область пространства-времени, в которой гравитационный потенциал $\frac{2GM}{r}$ превосходит квадрат скорости света $c^2$.
Тут по сути это предыдущее определение, только не столь словесно.

Определение5. Чёрная дыра - это $B:=M-J^-(L^+)$, где $M$ - четырёхмерное многообразие, наделённое Лоренцевской метрикой $g$, такой что $(M,g)$ ассимптотически плоско, $L^+$ - будущее и $J^-(L^+)$ - прошлое $L^+$.
Тут хорошо, что математически, но получается сложно.

-- 20.11.2012, 19:58 --

Каким из определений предпочтительнее/лучше/удобнее пользоваться аспирантам-физикам-теоретикам?

-- 20.11.2012, 20:22 --

UPD Слышал, что пятое определение (Хокинга-Эллиса) не справедливо в космологии, где пространство-время не является ассимпотически-плоским.

[Munin]

longstreet в сообщении #647104 писал(а):

Определение1. Чёрная дыра - это такая область пространства-времени, из которой никакая информация, переносимая сигналом, не может достигнуть внешнего наблюдателя.
Тут кажется лишним привлечение понятия информации.

Ну и чего? Просто "сигнал".

longstreet в сообщении #647104 писал(а):

Определение2. Чёрная дыра - это такая область пространства-времени, где лучи света не могут уйти на бесконечность.
Тут как-то не ясно сразу, что за бесконечность.

Пространственная бесконечность.

longstreet в сообщении #647104 писал(а):

Каким из определений предпочтительнее/лучше/удобнее пользоваться аспирантам-физикам-теоретикам?

Если аспирант-физик-теоретик, то имхо, проще всего "решение Шварцшильда или Райсснера-Нордстрёма или Керра или Керра-Ньюмена". Всё, точка. Это решение можно рассматривать, как помещённое в любую космологию (если космология на малых масштабах плоская, а для дыры это пространственная бесконечность), можно добавить эволюцию во времени (испаряющаяся чёрная дыра). Не годится только для слияния чёрных дыр и падения крупных объектов в чёрную дыру. Ну, тогда можно использовать определение Хокинга-Эллиса.

А Новиков-Фролов что пишут?

[longstreet]

Munin в сообщении #647158 писал(а):

А Новиков-Фролов что пишут?

Следующее:

Цитата:

Чёрной дырой называют область пространства-времени, в которой гравитационное поле настолько сильно, что не позволяет даже свету покинуть эту область и уйти в бесконечность.

Это из введения. Не знаю, может потом по ходу они где-то ещё об этом говорят.

-- 20.11.2012, 21:14 --

Munin в сообщении #647158 писал(а):

Если аспирант-физик-теоретик, то имхо, проще всего "решение Шварцшильда или Райсснера-Нордстрёма или Керра или Керра-Ньюмена".

Это же конкретные типы чёрных дыр, почему "или"? Правильно ли я понял, что Вы говорите об определении типа следующего:
Определение. Чёрная дыра - собирательное название решений Шварцшильда, Райсснера-Нордстрёма, Керра, Керра-Ньюмена.

-- 20.11.2012, 21:31 --

Munin в сообщении #647158 писал(а):

Ну, тогда можно использовать определение Хокинга-Эллиса.

Его тут ругают.

[Munin]

longstreet в сообщении #647177 писал(а):

Его тут ругают.

Кто посмел!

По-моему, там всё аккуратно: старые определения никуда не деваются, а новые сущности получают новые названия.

Вопрос в том, насколько тесно вы во всё это влезаете. Если вы непосредственно работаете, например, с численным моделированием чёрных дыр, то новые термины Хейварда и Аштекара-Кришнана вам пригодятся. А если нет - то можете не обращать внимания.

[fizeg]

longstreet в сообщении #647104 писал(а):

Определение5. Чёрная дыра - это $B:=M-J^-(L^+)$

Что в переводе на общечеловеческий

longstreet в сообщении #647104 писал(а):

Определение2. Чёрная дыра - это такая область пространства-времени, где лучи света не могут уйти на бесконечность.

Я возможно глючу, но ведь космологические метрики вроде как конформно плоские, значит имеют ту же диаграмму Пенроуза, что и Минковский, а значит можно ввести $L^+$ и то же самое определение будет работать

-- 20.11.2012, 23:20 --

Это я конечно лихо сказал

[longstreet]

Munin в сообщении #647230 писал(а):

Вопрос в том, насколько тесно вы во всё это влезаете.

Со стороны.

Munin в сообщении #647230 писал(а):

новые термины Хейварда и Аштекара-Кришнана

Что за термины?

fizeg в сообщении #647239 писал(а):

Что в переводе на общечеловеческий

Перевод на человеческий вроде как должен стать понятным, если показать диаграмму Картера-Пенроуза.

[fizeg]

В общем дело зависит от того, как эта диаграмма нашинкуется...

[Утундрий]

longstreet в сообщении #647243 писал(а):

Что за термины?

Популярно об этом можно посмотреть, например, в "Пути..." Р. Пенроуза.

[fizeg]

longstreet в сообщении #647243 писал(а):

Что за термины?

Забавно, они приводятся в статье, на которую сослались ВЫ Раздел 2.5

[Munin]

fizeg в сообщении #647239 писал(а):

Я возможно глючу, но ведь космологические метрики вроде как конформно плоские

Можно ведь шаг в сторону сделать, например, с пространствами Пуанкаре поразвлекаться. А что, тоже космология...

longstreet в сообщении #647243 писал(а):

Что за термины?

Да в указанной вами статье, FOTH и DH.

[SergeyGubanov]

longstreet в сообщении #647104 писал(а):

Каким из определений предпочтительнее/лучше/удобнее пользоваться аспирантам-физикам-теоретикам?

Вот таким:

Чёрная дыра - пространство закрытое горизонтом событий.

[longstreet]

pfff... А как тогда определяется горизонт событий?

-- 21.11.2012, 19:19 --

И что значит закрытое? Ограниченная горизонтом событий? Включается горизонт в понятие чёрной дыры или нет?

[SergeyGubanov]

Да, можно сказать что ограниченная. Горизонт событий, это чуть более общее понятие. Это граница, начиная от которой сигналы не могут достичь наблюдателя из-за конечной скорости распространения.

[epros]

longstreet в сообщении #647700 писал(а):

А как тогда определяется горизонт событий?

Например, как гиперповерхность, являющаяся предельным случаем конуса прошлого, проведённого из бесконечного будущего наблюдателя. Вопрос только в том, о каком именно наблюдателе речь... Однако, к счастью, в стационарной области, коя обычно имеет место в решениях, в обиходе обобщённо именуемых "чёрными дырами", все неподвижные наблюдатели имеют общий горизонт событий.

[SergeyGubanov]

epros в сообщении #648032 писал(а):

Вопрос только в том, о каком именно наблюдателе речь...

Тут можно вспомнить про бытовое значения слова горизонт - воображаемая (видимая) граница неба и земли. Этих (бытовых) горизонтов столько сколько наблюдателей. Бессмысленно искать место где проходит (бытовой) горизонт "на самом деле". Вот так же и тот горизонт, который связан с конечной скоростью распространения сигналов тоже относительный. Сколько различных наблюдателей, столько и горизонтов. То есть одного единственного правильного "на самом делешного" горизонта нету.