2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Почему черная дыра не поглощает собственную гравитацию?
Сообщение18.05.2010, 20:32 


18/05/10
75
Здравствуйте!

Если скорость распространения гравитационной силы (хоть это гравитоны, искривление пространства или что-либо еще) конечна, то как узнать, сколько внутри ЧД массы? Ведь гравитация тоже не должна выходить из нее?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение18.05.2010, 20:35 
Модератор
Аватара пользователя


13/08/09
2396
d1234 в сообщении #321245 писал(а):
искривление пространства или что-либо еще

Собственно, по искривлению и можете...

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение18.05.2010, 21:39 


18/05/10
75
Да я вот не понимаю, как это искривление может выйти за пределы ЧД, если оно не сразу образуется, а постепенно распространяется. То есть внутри горизонта событий есть искривление пространства, а снаружи нет (или очень маленькое, например).

Я надеюсь на какой-нибудь научно-популярный ответ, так как базы у меня нет достаточной.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение19.05.2010, 19:55 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
17976
Москва
d1234 в сообщении #321245 писал(а):
Если скорость распространения гравитационной силы ... гравитация тоже не должна выходить из нее?

Вообще-то, статическое гравитационное поле ниоткуда не "выходит" и никуда не распространяется. Оно просто есть. Кроме того, неправильно думать, что чёрная дыра - это нечто мистическое "в самом центре". Чёрная дыра - это, собственно говоря, это самое статическое гравитационное поле и есть (точнее - область поля, ограниченная горизонтом). Не будет поля - не будет и чёрной дыры.

d1234 в сообщении #321245 писал(а):
как узнать, сколько внутри ЧД массы?

Так же, как узнали, сколько массы внутри Солнца или планет - по измерениям влияния этих тел на движение других тел.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение19.05.2010, 21:33 


18/05/10
75
Someone, спасибо!

То есть гравитационное поле рассматривается как статическое. В этом случае вопрос, конечно, не имеет смысла. Просто я начитался разных популярных книжек про физику и космологию, и у меня возникло такое вот непонимание. Логика была такая: если внутри черной дыры находится источник света, то его снаружи видно не будет, затем, если внутри есть заряд, то его тоже "видно" не будет (если пренебречь квантовыми эффектами на поверхности, насколько я понимаю), поэтому и возник вопрос, что если внутри есть большая масса, создающая сильное гравитационное поле, то ее тоже видно быть не должно - ведь гравитоны должны преодолеть горизонт событий, а для этого они должны двигаться быстрее скорости света.

Если гравитацию рассматривать не как частицы, а как искривление пространства, то все равно есть некоторое непонимание - как, например, будет меняться окружающее черную дыру искривление пространства при изменении ее массы после поглощения добавочного вещества, если скорость изменения этого искривления конечна и не может преодолеть горизонт событий?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение19.05.2010, 21:52 
Заслуженный участник


15/05/09
1563
d1234 в сообщении #321644 писал(а):
если внутри черной дыры находится источник света, то его снаружи видно не будет, затем, если внутри есть заряд, то его тоже "видно" не будет (если пренебречь квантовыми эффектами на поверхности, насколько я понимаю), поэтому и возник вопрос, что если внутри есть большая масса, создающая сильное гравитационное поле, то ее тоже видно быть не должно
Как раз электростатическое поле, как и статическое гравитационное поле, будет "видно" снаружи. Поэтому электрически заряженная ЧД может быть обнаружена (по крайней мере, теоретически) как по гравитационному, так и по электрическому полю. Другое дело, можно ли по параметрам электрического поля сделать заключение, что его источником является именно ЧД...

d1234 в сообщении #321644 писал(а):
Если гравитацию рассматривать не как частицы, а как искривление пространства, то все равно есть некоторое непонимание - как, например, будет меняться окружающее черную дыру искривление пространства при изменении ее массы после поглощения добавочного вещества, если скорость изменения этого искривления конечна и не может преодолеть горизонт событий?
Очень грубая аналогия: гравитационное поле шара на большом расстоянии (по сравнению с размером шара) не зависит от распределения масс внутри шара (а если распредение масс центральносимметрично, то и на любом расстоянии вне шара). Поэтому то статическое поле, которое создавалось массой до ее падения в ЧД, "останется снаружи" с точки зрения пробного тела, находящегося далеко как от ЧД, так и от "первоначального" положения поглощенной массы (можно рассматривать шар с радиусом, равным расстоянию от ЧД до "первоначального" положения поглощенной массы).

Горизонт событий является горизонтом для событий, происходящих под ним, а не над ним. Поле же поглощенной массы "осталось" над горизонтом событий. Вот перемещение массы под горизонтом действительно никак не скажется на внешнем поле ЧД.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение19.05.2010, 22:23 
Заблокирован


07/02/10

215
Цитата:
Поэтому электрически заряженная ЧД может быть обнаружена (по крайней мере, теоретически) как по гравитационному, так и по электрическому полю.
Если фотоны так запросто гуляют туда-сюда, то о каком "чернодырье" вообще может идти речь?
Понятие надо менять.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение19.05.2010, 22:36 
Заслуженный участник


20/04/10
1878
А что, все убеждены в существовании объектов чьи размеры меньше радиуса Шварцшильда? Просто такое живое обсуждение "чёрных дыр", что можно подумать, что их существование всем очевидно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение19.05.2010, 23:03 
Заблокирован
Аватара пользователя


03/03/10

4558
senior в сообщении #321671 писал(а):
Цитата:
Поэтому электрически заряженная ЧД может быть обнаружена (по крайней мере, теоретически) как по гравитационному, так и по электрическому полю.
Если фотоны так запросто гуляют туда-сюда, то о каком "чернодырье" вообще может идти речь?
Понятие надо менять.


Вы о каких фотонах говорите?

В случае классического электростатического поля заряда (решения Райсснера-Нордстрёма, Керра-Ньюмена) - нету никаких фотонов :)

Если рассматривается соответствующая квантовомеханическая картинка - в случае электростатического поля есть ведь только виртуальные фотоны. Но они совершенно не обязаны "гулять туда-сюда", все достаточно аналогично излучению Хокинга. Это мое ИМХО - может быть гораздо интересней, например в классике мы имеем ограничение на величину заряда (из принципа космической цензуры).

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение19.05.2010, 23:09 
Заслуженный участник


15/05/09
1563
senior в сообщении #321671 писал(а):
Если фотоны так запросто гуляют туда-сюда, то о каком "чернодырье" вообще может идти речь?
Горизонт событий - граница, которую не может пересечь информация о событии под горизонтом. Энергия и импульс не переносятся через эту границу (поток равен нулю). Но к электростатическому полю это никак не относится: туда-сюда "гуляют" виртуальные фотоны. Только в каком смысле они "гуляют"?

Вообще-то, есть строгое объяснение в рамках гипотезы Уилера ("ЧД не имеет волос").

lel0lel в сообщении #321676 писал(а):
А что, все убеждены в существовании объектов чьи размеры меньше радиуса Шварцшильда? Просто такое живое обсуждение "чёрных дыр", что можно подумать, что их существование всем очевидно.
Вопрос senior (да и d1234) относится скорее к наличию/отсутствию противоречий между выводами ОТО об свойствах метрики пространства-времени в определенных условиях и обнаружимости над горизонтом событий гравитационного и/или электростатического полей (точнее, стационарной метрики), определяемых параметрами ЧД: массой, угловым моментом и электрическим зарядом. Формулируя короче (возможно, несколько грубо), о наличии/отсутствии противоречий в ОТО.

Вопрос о существовании - это вопрос об обнаружимости или об обнаруженности? :wink: Если я правильно понимаю, мы не можем убедиться в том, что "где-то" происходят события, которых мы не можем наблюдать (такой себе извращенный прямой опыт по обнаружению горизонта событий) в силу внутренней противоречивости такой идеи. :D Но если мы может обнаружить ряд явлений, которые в пределах экспериментальной точности удовлетворительно и лучше всего на сегодняшний день объясняются моделью ЧД, - почему бы не сказать о существовании ЧД? В конце концов, чем существование ЧД в этом смысле принципиально хуже существования того же электрического заряда?

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение19.05.2010, 23:59 
Заслуженный участник


20/04/10
1878
PapaKarlo в сообщении #321685 писал(а):
Вопрос senior (да и d1234) относится скорее к наличию/отсутствию противоречий между выводами ОТО об свойствах метрики пространства-времени в определенных условиях и обнаружимости над горизонтом событий гравитационного и/или электростатического полей (точнее, стационарной метрики), определяемых параметрами ЧД: массой, угловым моментом и электрическим зарядом. Формулируя короче (возможно, несколько грубо), о наличии/отсутствии противоречий в ОТО.
Для того чтобы искать противоречия нужно сначала изучить объект, в котором эти противоречия хотим найти.
PapaKarlo в сообщении #321685 писал(а):
Вопрос о существовании - это вопрос об обнаружимости или об обнаруженности?
Неплохо подумать над обеими этими вопросами. А то в прессе много чего пишут, чуть ли не каждый день обнаруживают.
PapaKarlo в сообщении #321685 писал(а):
Но если мы может обнаружить ряд явлений, которые в пределах экспериментальной точности удовлетворительно и лучше всего на сегодняшний день объясняются моделью ЧД, - почему бы не сказать о существовании ЧД?
Здесь не согласен, эти явления столь же хорошо могут быть объяснены излучением сверхкомпактных звезд, не достигшим горизонта событий.
PapaKarlo в сообщении #321685 писал(а):
В конце концов, чем существование ЧД в этом смысле принципиально хуже существования того же электрического заряда?
Хотя бы тем, что то, что мы называем электрическим зарядом, может быть корректно получено из инвариантности лагранжиана на соответствующем калибровочном преобразовании, как первая компонента сохраняющегося четырёхтока. Ну и к тому же, как бы это мы не назвали, зарядом или другим термином, мы можем изучать те объективные свойства, которые проявляет наш заряд при взаимодействии с другими объектами. У "чёрных дыр" всё несколько запутаннее, поскольку говорить об объективности их сказочных свойств мы не можем, в силу того, что основной источник данных это малая область пространства, обнаруживаемая по сильному рентгеновскому излучению. Более того, и это главное, движение массивных и безмассовых частиц в Шварцшильдовой метрике такое, что по нашим часам, сжатие происходит бесконечно большое время, а это значит, что дыры до сих пор для нас образоваться не могли, т.е. не могли достигнуть гравитационного радиуса.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение20.05.2010, 01:06 


18/05/10
75
PapaKarlo в сообщении #321654 писал(а):
Как раз электростатическое поле, как и статическое гравитационное поле, будет "видно" снаружи.


PapaKarlo, вот здесь я перепутал немного. Я думал, что электростатическое поле тоже не выходит. То есть черная дыра характеризуется не только гравитацией, но и электростатическим полем (ну, и еще скоростью вращения - это я уже теперь прочитал).

Про виртуальные частицы уже сказали. Я как раз хотел про них спросить. То есть получается, что все статические взаимодействия описываются виртуальными частицами, а любые динамические характеристики, соответственно, не выходят наружу.

Вопрос с добавлением массы в дыру остается как-то не совсем понятным. Но хотя бы разобрался я, что аналогия с электростатическим зарядом здесь была неправильной, то есть по теории он "видим" также, как и гравитация.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение20.05.2010, 03:15 
Заслуженный участник


15/05/09
1563
lel0lel в сообщении #321700 писал(а):
Для того чтобы искать противоречия нужно сначала изучить объект, в котором эти противоречия хотим найти.
В данном случае подразумевались предполагаемые внутренние противоречия в теории, а не в объектах, описываемых теорией. Второе, впрочем, - противоречия в объекте - вряд ли корректная формулировка. Во всяком случае, мне непонятная.

lel0lel в сообщении #321700 писал(а):
Неплохо подумать над обеими этими вопросами. А то в прессе много чего пишут, чуть ли не каждый день обнаруживают.
Вот я и хотел узнать, что Вы подразумевали - первое или второе. А пресса - не лучший источник информации в данном случае, тут я согласен; на нее и не ссылался. :D

lel0lel в сообщении #321700 писал(а):
Здесь не согласен, эти явления столь же хорошо могут быть объяснены излучением сверхкомпактных звезд, не достигшим горизонта событий.
Возможно, что так, возможно, что и не так. Не стану утверждать, что Вы неправы, ибо некомпетентен. Я говорил лишь о возможности подобного объяснения. Вполне допускаю, что Вы являетесь специалистом в этой области астрофизики. Но есть и те, кто полагают, что наблюдаемые явления могут быть объяснены без возникновения противоречий с ОТО лишь ЧД - оценка результатов наблюдений дает слишком большую для неколлапсаров массу. Разумеется, нельзя на 100% исключить, что полученные оценки являются преимущественно результатом желания найти ЧД :roll: , но следуя такой логике, можно отвергать любые результаты, полученные кем-либо другим.

Хоть это и не идеальный источник, но сошлюсь для примера на эту статью.

lel0lel в сообщении #321700 писал(а):
Ну и к тому же, как бы это мы не назвали, зарядом или другим термином, мы можем изучать те объективные свойства, которые проявляет наш заряд при взаимодействии с другими объектами. У "чёрных дыр" всё несколько запутаннее, поскольку говорить об объективности их сказочных свойств мы не можем, в силу того, что основной источник данных это малая область пространства, обнаруживаемая по сильному рентгеновскому излучению.
Совершенно верно, дело не в названии, но в свойствах, поддающихся объективному изучению и описанию соответствующими теориями, об этом я писал, сходство исключительно в этом смысле (лагранжиан здесь ни при чем, я мог бы выбрать вместо эл.заряда что-нибудь иное). Конечно, Вы правы, что изучение объектов, которые предположительно являются ЧД, сильно затруднено по сравнению с изучением свойств электрических зарядов.

Сказочность - неудачный эпитет. Компактность и масса - отнюдь не сказочные свойства. Об экспериментальном изучении "внутренностей" ЧД никто вроде бы и упоминал. Объекты, полагаемые черными дырами, изучают и по движению соседей, не только по излучению аккреционных дисков, если я правильно понимаю.

Все ИМХО, я могу и ошибаться.

lel0lel в сообщении #321700 писал(а):
Более того, и это главное, движение массивных и безмассовых частиц в Шварцшильдовой метрике такое, что по нашим часам, сжатие происходит бесконечно большое время, а это значит, что дыры до сих пор для нас образоваться не могли, т.е. не могли достигнуть гравитационного радиуса.
Сошлюсь опять на статью Вики
Цитата:
Пересечения телом горизонта событий наблюдатель не увидит никогда и в этом смысле падение в чёрную дыру будет длиться бесконечно долго. Есть, однако, момент, начиная с которого повлиять на падающее тело удалённый наблюдатель уже не сможет. Луч света, посланный вслед этому телу, его либо вообще никогда не догонит, либо догонит уже за горизонтом. Кроме того, расстояние между телом и горизонтом событий, а также «толщина» сплющенного (с точки зрения стороннего наблюдателя) тела довольно быстро достигнут планковской длины и (с математической точки зрения) будут уменьшаться и далее. Для реального физического наблюдателя (ведущего измерения с планковской погрешностью) это равносильно тому, что масса чёрной дыры увеличится на массу падающего тела, а значит радиус горизонта событий возрастёт и падающее тело окажется «внутри» горизонта событий за конечное время.

Аналогично будет выглядеть для удалённого наблюдателя и процесс гравитационного коллапса. Вначале вещество ринется к центру, но вблизи горизонта событий оно станет резко замедляться, его излучение уйдёт в радиодиапазон, и в результате удалённый наблюдатель увидит, что звезда погасла.


Кроме того, если один наблюдатель не может наблюдать некоторые события, это не влечет с необходимостью невозможности существования другого наблюдателя, который мог бы наблюдать эти события. Падение в ЧД по собственным часам падающего тела происходит за вполне конечное время. Мне кажется, что в условиях сильной гравитации, столь сильно отличающихся (в т.ч. и качественно) от привычных нам условий, понятие "существовать" может быть несколько расширено. Впрочем, я не хотел бы сваливаться в философию - исходный вопрос был все же более теоретического плана.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение20.05.2010, 09:01 
Заблокирован


07/02/10

215
Цитата:
Но к электростатическому полю это никак не относится: туда-сюда "гуляют" виртуальные фотоны.
вопрос мой совершенно не касается всяких метрик или противоречий. Вопрос касается исключительно и только физики. В частности, регистрация электростатического поля была, есть и будет регистрацией событий поглощения квантов электромагнитного поля, в просторечии - фотонов. Мне глубоко безразлично с чем вы связываете "Энергия и импульс" приборно регистрируемых фотонов, но, если их регистрирует прибор, то о каких "виртуальных фотонах" идет речь?
Если прибор их не регистрирует, то о каком "электростатическом поле" идет речь?
Давайте от бла-бла перейдем к физике.

 Профиль  
                  
 
 Re: Почему черная дыра не поглащает собственную гравитацию?
Сообщение20.05.2010, 09:36 
Заблокирован
Аватара пользователя


07/08/06

3474
senior в сообщении #321754 писал(а):
В частности, регистрация электростатического поля была, есть и будет регистрацией событий поглощения квантов электромагнитного поля, в просторечии - фотонов. Мне глубоко безразлично с чем вы связываете "Энергия и импульс" приборно регистрируемых фотонов, но, если их регистрирует прибор, то о каких "виртуальных фотонах" идет речь?

А почему тогда заряды не нагреваются?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 65 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group