Глупые вопросы о падении в чёрную дыру

[Dmitriy40]

epros в сообщении #1642644 писал(а):

В некотором смысле эффекты фиолетового смещения "из-за гравитации" и красного смещения "из-за скорости" компенсируются.

Непонятно: выше сказали что гравитационное фиолетовое смещение в свободно падающей СО не действует. А красное смещение от скорости - остаётся (над горизонтом точно, под ним же вроде бы ничего по сути не меняется).

sergey zhukov в сообщении #1642649 писал(а):

Тут нужно так понимать.

Спасибо, это хорошо дополняет ответы Mikhail_K и epros про конусы.

sergey zhukov в сообщении #1642649 писал(а):

И опять же "измерять скорость по Доплер-эффекту от удаленного источника" - это значит "измерять скорость меня относительно чего-то удаленного там". Так измерять не нужно. Измерять скорость нужно локально относительно чего-то рядом с тобой.

Простите если прозвучит грубо, но что нужно измерять каждый выбирает сам. Вопрос что можно измерить и насколько оно адекватно используемым понятиям. Хочу измерять скорость относительно неподвижных звёзд (или реликтового фона) - её и буду мерить, пока вижу звёзды. Та ли это скорость что мне мнится/желается или другая - вот это хороший вопрос.

sergey zhukov в сообщении #1642649 писал(а):

Разница может быть настолько велика, что, например, бесконечное пространство в одном случае выглядит конечным в другом.

Вот такие изыски (особенно в космологии) и больше запутывают. Трудно с лёту понять что физическое, а что лишь эффект выбора СК и как относиться к последнему.

[sergey zhukov]

Dmitriy40 в сообщении #1642651 писал(а):

Вот такие изыски (особенно в космологии) и больше запутывают. Трудно с лёту понять что физическое, а что лишь эффект выбора СК и как относиться к последнему.

Вот это нужно очень хорошо понять, насколько в ОТО все может зависеть от СК. Это следствие произвольного и неоднозначного деления пространства-времени на пространство и время. Скажем, кусок колбасы можно нарезать на ломтики (срезы двумерного пространства) сотней разных способов, в т.ч. они могут быть плоские или искривленные. Если кусок колбасы бесконечный, можно даже вырезать из нее бесконечный ломтик. На колбасе все это очевидно, но на пространстве-времени - гораздо менее очевидно, хотя это и то же самое.

[epros]

Dmitriy40 в сообщении #1642651 писал(а):

epros в сообщении #1642644 писал(а):

В некотором смысле эффекты фиолетового смещения "из-за гравитации" и красного смещения "из-за скорости" компенсируются.

Непонятно: выше сказали что гравитационное фиолетовое смещение в свободно падающей СО не действует. А красное смещение от скорости - остаётся (над горизонтом точно, под ним же вроде бы ничего по сути не меняется).

Ну так потому и не действует, что компенсируется. Понимать надо так: Вот Вы хотите измерить "гравитационное" фиолетовое смещение относительно статической системы отсчёта. В итоге получаете, что оно нарастает при приближении к горизонту, там обращаясь в бесконечность. Ровно это увидит любой наблюдатель, неподвижный относительно статической системы отсчёта. А потом Вы хотите отдельно измерить доплеровское красное смещение из-за скорости удаления наблюдателя от источника (скорость, разумеется, тоже измеряется относительно статической системы отсчёта). В итоге получаете, что при приближении скорости наблюдателя к световой красное смещение тоже увеличивается до бесконечности. Эти эффекты для наблюдателя, который свободно падает под горизонт, компенсируются, так что в итоге в момент прохождения горизонта он не наблюдает ни бесконечного фиолетового, ни бесконечного красного смещения.

[sergey zhukov]

Dmitriy40 в сообщении #1642651 писал(а):

Простите если прозвучит грубо, но что нужно измерять каждый выбирает сам

Это конечно. Но это путь быстро запутаться. Глобальные вещи гораздо сложнее локальных. Прежде всего нужно думать локально.

А чем, кстати, по вашему, космологическое красное смещение отличается от доплер-смещения? Может, это одно и то же? Может, это два разных способа говорить об одном и том же?

[peg59]

wrest в сообщении #1642561 писал(а):

Но всё что под горизонтом какой-нибудь внешней по отношению к нам черной дыры -- экспериментально непроверяемо (в рамках предсказаний теории Эйнштейна), так что научность тут под вопросом.

А разве Вселенная (в которой мы живем) не может рассматриваться как внутренность черной дыры?
Допустим, средней плотности хватает для замкнутости.
Замкнутая вселенная и черная дыра - это не одно и то же?

[sergey zhukov]

peg59
Конечно нет. Это же совсем разные решения уравнений ОТО.

[Dmitriy40]

epros
Ага, спасибо, теперь понятнее что чего и почему компенсирует.

sergey zhukov в сообщении #1642653 писал(а):

Вот это нужно очень хорошо понять, насколько в ОТО все может зависеть от СК. Это следствие произвольного и неоднозначного деления пространства-времени на пространство и время.

Вы правы, это очень трудно понять (и принять). В любой же СО есть линейка и часы, и как их между собой перемешивать это ум за разум ... Другое дело что при переходе между разными СО (ещё даже не СК!) они могут перемешиваться, это ещё ладно. Но какой смысл перемешивать их в одной СО в разных СК - вообще непонятно. Точнее понятно что можно и иногда понятно зачем, но вот с чего бы при этом что-то менялось физически (например достижимость сингулярности или устранимые бесконечности на горизонте) - вот это и непонятно.
Но это так, к слову, подробнее объяснять пока не надо.

sergey zhukov в сообщении #1642656 писал(а):

А чем, кстати, по вашему, космологическое красное смещение отличается от доплер-смещения? Может, это одно и то же? Может, это два разных способа говорить об одном и том же?

Это другой вопрос. Из видеолекций (популярных) я запомнил лишь что это разные вещи и друг к другу не сводятся нигде никогда и никак. Но в чём отличие корректно объяснить вряд ли смогу. Так что давайте и не будем тут поднимать. Как и вообще любую космологию (она ещё менее понятна чем ЧД и потому не может служить поясняющей аналогией).

-- 14.06.2024, 15:08 --

wrest
Вот зачем Вы вкинули офтоп про непроверяемость, вон сколько набежало, а ещё ведь философы не подтянулись ...

-- 14.06.2024, 15:11 --

Большое спасибо всем отвечавшим.
Реально что-то прояснилось. Пока не очень уверен что именно, надо поразмыслить, может вопросов и не осталось.

[peg59]

sergey zhukov в сообщении #1642683 писал(а):

Это же совсем разные решения уравнений ОТО.

Мне знаний не хватает.
Если рассмотреть сферически-симметричную расширяющуюся пылевую материю и после получения решения (а будет Шварцшильд?) рассмотреть ситуацию "изнутри"?
Горизонт может получиться внутри материи?
Устремить радиус к бесконечности?
В общем, глупые вопросы, но сам я пока ничего не сосчитаю.

[sergey zhukov]

Dmitriy40
Я бы сказал, что космология проще ЧД. Интуитивно понятнее. Хоть в космологии и нестационарная метрика (как у ЧД), зато ее можно разделить на однородное пространство и время. Это большой плюс. Практически все самое интересное там объясняется надуванием шариков.

[peg59]

Пространство-время черной дыры замкнуто "не так", как Вселенной?

[sergey zhukov]

peg59
Шварцшильд - это прежде всего радиально симметричное распределение материи, а любая космология - это однородное распределение. Это разные вещи.

В замкнутой Вселенной (допустим, она статична) мировые линии не имеют конца. У них бесконечное будущее. А под горизонтом ЧД все мировые линии имеют в самом недалеком будущем конец "на краю пространства-времени", т.е. в сингулярности. Т.е. в статичной замкнутой Вселенной куда ни пойди, придешь туда, где ты уже был. А под горизонтом ЧД куда ни пойди, придешь в сингулярность, и это конец мировой линии.

Конечно, замкнутая вселенная Фридмана не статична и все равно ее ждет коллапс. Тем не менее, это совсем не то, что ЧД. ЧД - это как-бы особенность в окружающем плоском пространстве-времени. А замкнутая Вселенная - это когда все везде однородно. Даже из поведения приливных сил при попадании в сингулярность хорошо видно, что сингулярность ЧД растягивает по радиусу и сжимает по тангенциальным направлениям, а космологическая сингулярность, которая ждет замкнутую Вселенную, сжимает по всем направлениям, т.е. действует, как давление.

[peg59]

У решений уравнений Эйнштейна есть сферически-симметричные.
Ладно, не буду умничать, попробую книжки умные почитать.

[sergey zhukov]

peg59
Конечно есть. Это и есть решение Шварцшильда.

[Dmitriy40]

(Оффтоп)

sergey zhukov в сообщении #1642688 писал(а):

Хоть в космологии и нестационарная метрика (как у ЧД), зато ее можно разделить на однородное пространство и время. Это большой плюс.

Зато наличие как минимум 6-ти разных расстояний (часть астрономические), не равных друг другу, большой минус.
Скоростей минимум три: хабблоский поток, пекулярная, в сумме дающие скорость удаления (т.е. доплеровскую). Это не считая локальных (типа вращений). Может какую и забыл. А, ещё и СТО не ко всем ним применима (нет ограничения скорости сверху) хотя все скорости физические, вообще бред (смахивает на подгонку под ответ, типа "если нельзя, но очень хочется, то можно").
После этого несколько разных времён (собственное, сопутствующее, прошедшее с Большого взрыва, путешествия света к нам), уже не так вставляют.
А, ещё же можно каждое расстояние поделить на почти каждое время и получить вообще зоопарк скоростей, хорошо хоть мало какие из них физически осмысленны.
И все эти величины, мало того что не равны друг другу даже для казалось бы величин одного смысла (например расстояний от нас до объекта), так ещё и пересчитываются друг в друга модельно зависимым способом! Т.е. поправят коэффициентик (долю тёмной энергии в общем балансе в ОТО или кривые светимости сверхновых) и все величины поплывут. Кошмар. Расхождение с постоянной Хаббла как-бэ намекает, как кто-то (скорее всего астрофизик С.Попов) выразился "вероятно в интервале от реликта до почти наших дней что-то произошло, глобальное (размеров как минимум в несколько миллиардов световых лет от нас) и хаббловский поток изменился, но что это было и даже когда - мы не видим и не знаем".
Сплошные минусы.

ЧД всего с тремя параметрами (тёмную энергию игнорируем, пока она не настолько велика чтобы влиять) на этом фоне ясна как пень. Причём два параметра из трёх можно в простых случаях не учитывать: заряд физически не реализуем, а вращением для простоты можно и пренебречь.

Так что нет, давайте всё же космологию отложим подальше, тем более что она фактически офтоп в теме, хоть и якобы похожа на ЧД.

sergey zhukov

(Added.)

Больше скажу, раз в 3 или даже 5 пересматриваю старое видео С.Попова Не боги расширение наблюдают, там в первой половине почти всё рассказано про космологию. И на все вопросы выше там есть ответы. А почему пересматриваю - потому что без использования на практике эти знания не удерживаются в голове. Какие-то общие выводы остаются, а детали - фьють. Так что нет, не надо про космологию.

[wrest]

Dmitriy40 в сообщении #1642684 писал(а):

Вот зачем Вы вкинули офтоп про непроверяемость, вон сколько набежало, а ещё ведь философы не подтянулись ...

Потому что это важная ремарка, тот же Кип Торн её делает в упомянутом научпопе.