Что внутри черной дыры?

[JURIJ46]

Что внутри черной дыры(ЧД)? А ничего там нет. ЧД - это вырез шара в пространстве по сфере Шварцшильда(простейший случай, невзаимодействующая масса, пыль, центрально-симметричное распределение). А куда девалась масса? Для того чтобы остаться в рамках ОТО, её нужно разместить на сфере Шварцшильда тонким слоем (равномерным) толщиной в точности равной нулю. В этом случае решение ур-ний ОТО вне массы сохранится. Вот такая идея.
Что скажут профессионалы?

[Dmitriy40]

Я не профессионал, но очевидно же что теме прямая дорога в Пургаторий как абсолютно безграмотной. Ибо нет ответа что удерживает массу от падения на центр.

[Vladimir-80]

Слой нулевой толщины - это менее реальный объект, нежели просто сплошная сфера из вещества. Как из звезды сделать шарик - понятно, как из звезды сделать слой нулевой толщины - непонятно.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Астрономия» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: будем считать, что это было формой вопроса.

[Dmitriy40]

(Оффтоп)

Vladimir-80
Набрать массу из одних электронов (они пока считаются безразмерными) — вот и будет нулевая толщина.
Чёрной дыры правда не получится, отталкивание пересилит гравитацию. Ну тогда перемешать их с позитронами, и пока не аннигилировали будет вполне физический объект. Или взять что-то другое, электрически нейтральное и точечное. Но конечно не из обычной звезды. В общем это меньшая проблема.

[JURIJ46]

Dmitriy40 в сообщении #1516645 писал(а):

Я не профессионал, но очевидно же что теме прямая дорога в Пургаторий как абсолютно безграмотной. Ибо нет ответа что удерживает массу от падения на центр.

Может мне надо было сказать "топологический вырез шара"? Из пространства выкинуты все точки шара. Там нет центра.

[realeugene]

JURIJ46 в сообщении #1516673 писал(а):

Может мне надо было сказать "топологический вырез шара"? Из пространства выкинуты все точки шара. Там нет центра.

Там нет "пространства". ЧД - это существенно релятивистский объект, существующий в пространстве-времени.

[JURIJ46]

Vladimir-80
А сингулярность? Это когда масса собрана в одной точке. Это более понятно? Толщина слоя полагается равной нулю для сохранения решения Шварцшильда. Тоже сингулярность, но в одном измерении.

[Dmitriy40]

JURIJ46 в сообщении #1516673 писал(а):

Может мне надо было сказать "топологический вырез шара"?

Нет, Вам надо было указать что удерживает материю на границе (горизонте). Причём с бесконечно большой силой.

JURIJ46 в сообщении #1516673 писал(а):

Из пространства выкинуты все точки шара.

Куда выкинуты? Чем выкинуты? Куда делась материя из этих точек? Когда горизонт колеблется, откуда появляются новые точки? И т.д.

JURIJ46 в сообщении #1516678 писал(а):

А сингулярность? Это когда масса собрана в одной точке. Это более понятно?

Да. Потому что не обязательно именно ровно в одной, это просто эвфемизм для указания что мы не знаем точно как там.
К тому же сингулярности есть и кроме чёрных дыр — электроны с позитронами, тоже считаются нулевого размера. Да ещё и с зарядом, силы которого на 40 порядков сильнее гравитации!

[Gravitino]

С точки зрения обычной ОТО под горизонтом ЧД есть пустое пространство-время, в центре - сингулярность.
Вы можете вырезать из пространства-времени эту сферу и сказать, что оставшееся само по себе тоже решение уравнений Эйнштейна (массу при этом на границе размещать необязательно, да и невозможно, если вещество не движется со скоростью света), но тогда такое решение будет геодезически неполным - что будет с наблюдателями, за конечное собственное время достигшими горизонта?

[realeugene]

Gravitino в сообщении #1516681 писал(а):

С точки зрения обычной ОТО под горизонтом ЧД есть пустое пространство-время

Нету. Вы не проведёте через горизонт гиперповерхность одновременности, чтобы там было "пустое пространство".

[sergey zhukov]

JURIJ46
Тут видимо, такая идея:

1. Решение Шварцшильда верно для любого центральносимметричного случая распределения материи (в наружной области);

2. Вещество, которое падает на ЧД, для внешнего наблюдателя скапливается ни горизонте и расплющивается там в бесконечно тонкий слой. Это тоже сферически симметричное распределение, так что решение Шварцшильда должно работать;

3. Горизонт ЧД - это "край пространства". ЧД - это как бы пространственная точка, имеющая каким-то образом конечный размер на наш взгляд. Примерно, как черный проницаемый ящик, противоположные стороны которого отождествлены. Суешь руку в него с одной стороны, и рука тут же появляется из другой, даже если ящик имеет размер 10 метров. Внутри ящика нет дополнительного пространства, куда могла бы помещаться рука. У него нет противоположных сторон - это одна и та же сторона. Где-то в одной книжке обсуждался внешний вид ЧД и как она выглядит с разных сторон. Ответ там был не просто "одинаково со всех сторон", а "у ЧД нет обратной стороны".

4. В момент коллапса массивной вещество звезды даже в центре не попадает под горизонт. Горизонт начинает расти изнутри, унося вещество на своей поверхности наружу и превращая его в тонкий слой.

Горизонт ЧД - это край пространства, вроде периметра круглой дырки в листе двумерного мира. Пересечь этот край, очевидно, нельзя, но и представить себе, что помешает тебе это сделать, если ты дошел до этого края, тоже трудно. Вот ЧД и демонстрирует нам, как это выглядит. А все, что говорят про то, что увидит под горизонтом наблюдатель, туда упавший - это выдумки. Все равно они не проверяемы.

Как идея для НФ фильма это неплохо. Но на самом деле горизонт событий не появляется именно и только у черной дыры или в особо экстремальных случаях искривления пространства-времени. Свойства горизонта очень просто изучить на примере горизонта событий ускоренного наблюдателя. Горизонт ЧД в значительной степени аналогичен горизонту ускоренного наблюдателя. Так что внутри ЧД все же что-то есть.

[realeugene]

sergey zhukov в сообщении #1516688 писал(а):

и расплющивается там в бесконечно тонкий слой

Экспоненциально тонкий. И экспоненциально тусклый. Внешний наблюдатель не может почувствовать про это вещество ничего, кроме его массы и заряда (у дыры Шварцшильда). У ЧД нет волос.

Кроме того, свет, запущенный вслед свободно падающему в дыру телу через некоторое время после начала падения, его уже догнать не сможет, несмотря на конечное формально по метрике посчитанное расстояние до горизонта событий при фиксированном $t$.

[Dmitriy40]

realeugene в сообщении #1516691 писал(а):

У ЧД нет волос.

Недавно кстати была статья что это не совсем так, волосы таки могут быть ("есть" говорить пока кажется слишком самонадеянно). Вся информация "кодируется" в голограмме на поверхности горизонта и потом влияет на характеристики испарения. Моей квалификации явно очень сильно не хватает оценить корректность такой статьи, но она была. Если надо могу найти, на N+1, кажется даже в этом году было.

[realeugene]

Dmitriy40 в сообщении #1516693 писал(а):

Вся информация "кодируется" в голограмме на поверхности горизонта

Это уже какие-то существенно квантовые эффекты в попытке нормально сопрячь квантовую механику с ОТО.