Вопрос о черных дырах

[Arks]

Как известно, с точки зрения внешнего наблюдателя тело бесконечно приближается к горизонту событий, никогда его не пересекая. Тогда возникает вопрос - а как может увеличиваться масса черной дыры с т.з. внешнего наблюдателя, если это увеличение возможно только при попадании тел в черную дыру? Тогда собственно и отсутствует информационный парадокс черных дыр - ведь вся информация о падающих телах никогда не пересекает горизонт событий, а значит нет никакой необратимой потери информации.
Помогите разобраться.

[Pphantom]

Arks в сообщении #1552238 писал(а):

Тогда возникает вопрос - а как может увеличиваться масса черной дыры с т.з. внешнего наблюдателя, если это увеличение возможно только при попадании тел в черную дыру?

А в чем, с точки зрения внешнего наблюдателя, разница между черной дырой некоторой массы и "двойной системой" той же массы из черной дыры и тела, находящегося непосредственно у горизонта событий?

Arks в сообщении #1552238 писал(а):

Тогда собственно и отсутствует информационный парадокс черных дыр - ведь вся информация о падающих телах никогда не пересекает горизонт событий, а значит нет никакой необратимой потери информации.

В принципе да, это и есть один из возможных вариантов объяснения.

[Arks]

Pphantom в сообщении #1552239 писал(а):

А в чем, с точки зрения внешнего наблюдателя, разница между черной дырой некоторой массы и "двойной системой" той же массы из черной дыры и тела, находящегося непосредственно у горизонта событий?

Ни в чем? Тогда вопрос, а в чем критерий непосредственной близости? В точности приборов внешнего наблюдателя? И черная дыра же испаряется из-за излучения Хоккинга, постепенно испаряясь в ноль (на бесконечности?) И как масса у горизонта событий может выйти излучением Хоккинга, если с т.з. в.н. она горизонт никогда не пересечет?

Pphantom в сообщении #1552239 писал(а):

В принципе да, это и есть один из возможных вариантов объяснения.

А почему тогда это считается трудной проблемой, "парадоксом"? А зачем тогда нужны другие варианты, если этот самый естественный?

[Pphantom]

Arks в сообщении #1552242 писал(а):

Ни в чем? Тогда вопрос, а в чем критерий непосредственной близости? В точности приборов внешнего наблюдателя?

Ну да.

Arks в сообщении #1552242 писал(а):

И как масса у горизонта событий может выйти излучением Хоккинга, если с т.з. в.н. она горизонт никогда не пересечет?

Если я правильно понял вопрос, то и излучение Хокинга образуется не под горизонтом, так что почему бы нет?

Arks в сообщении #1552242 писал(а):

А почему тогда это считается трудной проблемой, "парадоксом"? А зачем тогда нужны другие варианты, если этот самый естественный?

Ну, по этому поводу существуют разные мнения. С точки зрения теории результаты в предельном случае получаются противоречивыми, и это не очень приятно. С точки зрения наблюдений предельный переход просто не реализуется, соответственно, и проблемы нет.

[sergey zhukov]

Arks
По моему, это тот случай, когда не специалисту сложно понять не только ответ на вопрос, но и сам вопрос.

В первом приближении вопрос вроде бы ясен. Модельная черная дыра (ЧД) - это чрезвычайно простой объект, имеющий всего три параметра: масса, момент импульса и заряд. Какие бы сложные объекты она ни поглотила, все превращается в эти три числа. Излучение Хокинга тоже зависит от этих трех параметров, т.е. все ЧД испаряются одинаково и никакой новой информации это излучение не несет. Все сводится к тому, что ЧД уничтожает информацию об упавшей в нее материи, сводя ее к трем цифрам.

И разрешить этот парадокс вроде бы не трудно. Эта модель ЧД переупрощена и она описывает "вечную" ЧД. Если вещество падает на реальную ЧД, то последняя уже не будет описываться всего тремя параметрами. Это будет уже более сложный объект, так что говорить о потере информации уже нельзя. Скажем, на пространственно-временной диаграмме хорошо видно, что внешнему наблюдателю всегда доступна для наблюдения вся история формирования (не испаряющейся по крайней мере) ЧД. Так что он всегда знает, из чего она сформировалась.

Вопрос о потере информации в ЧД скорее всего сложнее и упирается в правильный синтез ОТО и квантовой механики. Это в первую очередь вопрос отсутствия объединенной теории, я думаю.

[Arks]

Pphantom
Понятно Вот Новиков и Фролов пишут, что при определенной близости тела к горизонту событий, внешний наблюдатель перестанет получать информацию об этом теле, и черная дыра для него увеличит свою массу (т.е. фактически что вы писали), а значит, радиус горизонта событий возрастет, и тело окажется за горизонтом событий за конечное время. Но ведь из-за горизонта событий нельзя вылететь, а через этот новый горизонт получается можно?

-- 09.04.2022, 16:25 --

sergey zhukov в сообщении #1552245 писал(а):

. Если вещество падает на реальную ЧД, то последняя уже не будет описываться всего тремя параметрами.

А какими еще будет?

sergey zhukov в сообщении #1552245 писал(а):

Скажем, на пространственно-временной диаграмме хорошо видно, что внешнему наблюдателю всегда доступна для наблюдения вся история формирования (не испаряющейся по крайней мере) ЧД. Так что он всегда знает, из чего она сформировалась.

Всегда ли? А если ЧД все поглотит?

[Pphantom]

Arks в сообщении #1552246 писал(а):

Вот Новиков и Фролов пишут, что при определенной близости тела к горизонту событий, внешний наблюдатель перестанет получать информацию об этом теле, и черная дыра для него увеличит свою массу (т.е. фактически что вы писали), а значит, радиус горизонта событий возрастет, и тело окажется за горизонтом событий за конечное время. Но ведь из-за горизонта событий нельзя вылететь, а через этот новый горизонт получается можно?

Там все не настолько просто. Такое описание неявно предполагает, что у нас есть шварцшильдовская черная дыра, на которую что-то упало, но оставило ее шварцшильдовской, просто увеличив массу.

[Arks]

Pphantom
Ну да, пусть хотя бы такой простой вариант. А что в реальности будет?

[Pphantom]

Arks в сообщении #1552250 писал(а):

А что в реальности будет?

Как минимум результат начнет вращаться и тем самым станет керровской черной дырой.

[sergey zhukov]

Arks
Да нужно просто понимать, что это сложно. В реальности будет сложный расчет, для которого, во первых, нет полной теории (в некоторых моментах), во вторых - он сложный и в той части, где теория есть, а в третьих - даже его результат трудно понять человеку, который не знает теории.

Если интересно, найдите в интернете сайт Эндрю Гамильтона https://jila.colorado.edu/~ajsh/insidebh/schw.html. Там есть ответы на некоторые частые вопросы по ЧД (в том числе и по падению в нее), а так же много разных видеороликов. Он, правда, на английском, но встроенные в браузер переводчики теперь отлично с этим справляются.

[Arks]

Pphantom в сообщении #1552251 писал(а):

Как минимум результат начнет вращаться и тем самым станет керровской черной дырой.

А что изменится в объяснении? И почему она начнет вращаться, если суммарный момент импульса был нулевой?

sergey zhukov в сообщении #1552252 писал(а):

Да нужно просто понимать, что это сложно.

Разумеется, я сам с ОТО в общих чертах знаком

sergey zhukov в сообщении #1552252 писал(а):

В реальности будет сложный расчет, для которого, во первых, нет полной теории

Вы так и не ответили на возражения выше, мне кажется ваше понимание не отражает общепринятое.

sergey zhukov в сообщении #1552252 писал(а):

Там есть ответы на некоторые частые вопросы по ЧД (в том числе и по падению в нее)

А где там ответ на мой вопрос?

[sergey zhukov]

Arks
Я не специалист. Моих знаний хватает лишь, чтобы понять, что простого ответа тут нет.

Знакомство "в общих чертах" иногда создает уверенность, что уже все ясно.

Пространственно-временная диаграмма образования ЧД при симметричном коллапсе пылевого облака в принципе дает ответ на любой вопрос о том, что, где, когда и куда падает, где горизонт ЧД, как он увеличивается и т.д. Посмотрите эту диаграмму, она как раз про падение вещества на ЧД.

[Arks]

sergey zhukov в сообщении #1552255 писал(а):

Я не специалист. Моих знаний хватает лишь, чтобы понять, что простого ответа тут нет.

Разумеется, нет. Хотя один есть Но тема то не совсем об этом

sergey zhukov в сообщении #1552255 писал(а):

Знакомство "в общих чертах" иногда создает уверенность, что уже все ясно.

Тут надо разделять чистую ОТО и когда пытаются подключать квантмех. Вот с первой вопросов более менее нет (за исключением проблем с энергией, но это решается тем, что можно ввести много видов энергии. Ну или есть реинтерпретация ОТО на фоне неискривленного ПВ, где псевдотензор энергии-импульса гравитационного поля становится тензором, но она вроде как не общепринята, даже считается фрической). По второму есть одно простое решение (озвученное выше), но оно неудовлетворительно, если смотреть с другой стороны

sergey zhukov в сообщении #1552255 писал(а):

Пространственно-временная диаграмма образования ЧД при симметричном коллапсе пылевого облака в принципе дает ответ на любой вопрос о том, что, где, когда и куда падает, где горизонт ЧД, как он увеличивается и т.д. Посмотрите эту диаграмму, она как раз про падение вещества на ЧД.

Дык там все просто - вещество падает за горизонт прямо в сингулярность, а вот с т.з. внешнего наблюдателя оно будет вечно толкаться у горизонта.

[Pphantom]

Arks в сообщении #1552253 писал(а):

А что изменится в объяснении?

Зависимость положения горизонта событий от массы (и его форма).

Arks в сообщении #1552253 писал(а):

И почему она начнет вращаться, если суммарный момент импульса был нулевой?

А почему он был нулевым? Если падение вещества на ЧД не является сферически-симметричным (что само по себе нуждается в объяснении), то шансы на нулевой момент - нулевые.

[Arks]

Pphantom в сообщении #1552258 писал(а):

Зависимость положения горизонта событий от массы (и его форма).

Он увеличится не так сильно, как в случае статичной ЧД, верно? И что это меняет? Будет ненулевое увеличение радиуса горизонта событий, за этот новый радиус упадет вещество, которое все еще может выйти из него, т.к. "настоящий" горизонт еще впереди.