Вторая космическая скорость и черные дыры

[chilly]

aa_dav в сообщении #961108 писал(а):

сбросив яблоко такой удаленный наблюдатель будет вечно наблюдать его ассимптотическое падение на ГС, моментов времени когда яблоко окажется под ГС в его системе отсчета просто никогда не будет.

Если зависнувший над горизонтом наблюдатель в ракете бросит яблоко, то он увидит его вечное падение.
А если он выключит двигатель и сам начнет свободно падать, будет ли такой момент, когда он увидит что яблоко скрылось за ГС? До того как сам пересечет ГС?
1) если да, то он тогда врубит фотонные ускорители и улетит, пронаблюдав пересечение ГС яблоком. Прилетит к своим друзьям, которые все еще будут видеть яблоко на подлете к ГС, а он никакого яблока уже не будет видеть. Как-то не логично.
2) если нет, то значит ли это, что свободно падающий наблюдатель в момент пересечения ГС встретит на ГС все что до него падало в ЧД? То есть найдет на ГС двумерный мир, и сам в момент пересечения ГС станет на миг двумерным, спроецированным на ГС. Ну то есть он не увидит свои ноги, пересекающие ГС, а увидит себя, падающего на свои ноги, которые прикоснулись к ГС.

Если верно 2), то в классическом смысле ничего страшного. Сродни тому что увидеть себя в зеркале: ты там плоский, но это эффект восприятия, а не "на самом деле". А вот в квантовом смысле все куда как нетривиально. Ибо взаимодействовать-то мы можем немножко нелокально в диапазоне планковской длины, по крайней мере. Ибо неясно как локализовать взаимодействие при меньшей дистанции. Таким образом, события, происходящие в планковском слое возле ГС требуют квантовой теории гравитации. А сам ГС - это не просто воображаемая сфера, а весьма реальный специфический объект. И говорить про его "прохождение" в классическом смысле - просто не имеет практического смысла, ибо природа устроена не так просто. В то же время, поскольку мы не знаем как именно она устроена, мы для простоты пользуемся классическим описанием. Вот и вопрос: каково _мнение_ аудитории, насколько реальный ГС похожа на классический ГС без квантов. Знать мы не знаем, но мнение-то иметь можем...

[aa_dav]

chilly в сообщении #962384 писал(а):

А если он выключит двигатель и сам начнет свободно падать, будет ли такой момент, когда он увидит что яблоко скрылось за ГС? До того как сам пересечет ГС?

Нет. Полезно, кстати рассмотреть внимательнее попытки сообщаться с за-ГС-ной областью, ибо они тоже многое проясняют.
Предположим космонавт спустил с ракеты вниз веревку, до самого ГС и поднимается/опускается по ней вверх-вниз и пытается понять что происходит.
Если он спустится, допустим, на километр - отодвинется ли его текущий ГС на километр тоже? Если так, то космонавт может сообщаться с объектами под ГС ракеты, а сам, находясь над ГС ракеты сообщаться с ракетой - нет ли какого то нарушения в этом?
Ответ здесь кроется в том, что если космонавт спустится на километр и зафиксируется на веревке, т.е. будет сохранять расстояние до ракеты неизменным, то окажется, что для этого ему надо поддерживать собственное ускорение больше, чем выдают движки ракеты.
Почему так можно увидеть в рассмотрении т.н. парадокса Белла (на вики есть, я поэтому не буду повторяться).
Это важное свойство неИСО - неподвижные относительно ракеты наблюдатели снизу должны ускорятся сильнее, чтобы сохранять эту неподвижность. Более того, и это подтверждается в статье на вики про координаты Риндлера, на ГС такой гипотетический неподвижный наблюдатель должен развивать бесконечное собственное ускорение - что и невозможно.
Опять таки, в ИСО свободно падающего яблока никакой гравитации и никаких горизонтов нет, а невозможность отправить сигнал ракете с некоторой дистанции объясняется просто кинематикой равномерно ускоряющегося тела - есть некоторое критическое расстояние, начиная с которого, световой сигнал такую ракету никогда не догонит, сближаясь по ассимптоте.
Предположим космонавт протягивает руку с яблоком из ракеты и отпускает яблоко. С его точки зрения яблоко начинает падать вечно на ГС.
С точки зрения яблока в момент отпускания её собственная СО "отцепляется" от ускорения, становится ИСО, все горизонты и гравитации исчезают и начинаются 2 процесса:
а) ракета с ускорением улетает вдаль
б) световые сигналы из под того места, которое только что было горизонтом, начинают приближаться, наконец то, к яблоку.
Нетрудно догадаться, что ровно в тот момент, когда эти световые сигналы достигнут яблока ракета как раз в точности окажется на таком расстоянии, когда двухсторонний обмен с ней световыми сигналами становится невозможен, её невозможно догнать даже световым сигналом, не то что ускоряясь.
Тут видно, что вообще расстояние до ГС четко диктуется величиной ускорения и в принципе соответствует просто кинематике ускоряющегося тела.

[Bulatos]

Читаю Торна. Такой-то физик там-то родился, там-то учился, с тем-то дружил, ... Может подробно объяснять, почему чем массивнее тело, тем выше орбитальная скорость вокруг него, а про ЧД просто сказать: "пространство завихряется" или "звезда взрывается" и все. Писать про схлопывание "квадратных" тел и с "горкой" на поверхности ...
Естественно, у меня куча вопросов. Как были, так и остались. Хотя бы парочка:
1) что значит "ЧД вращается"? Что именно вращается? Пространство, как говорит Торн. А почему? Оно сохраняет импульс? Имеет массу? И что тогда есть это пространство? Раз оно "увлекает" падающие тела, то оно действует как сила или как? Тогда оно - "эфир", абсолютная точка отсчета?
2) "Черная дыра не может удержать магнитное поле. Поле превращается в электромагнитное излучение и
улетает". А далее про заряженные ЧД: "возникают довольно неинтересные магнитные силовые линии, созданные завихрением пространства в электрическом поле". И как мне уложить это в голове? И вообще, я задавал вопрос о возникновении маг.поля у даже планеты - нет нигде ответа.

[aa_dav]

Bulatos в сообщении #962419 писал(а):

Раз оно "увлекает" падающие тела, то оно действует как сила или как? Тогда оно - "эфир", абсолютная точка отсчета?

Есть такая совсем уж напальцевая аналогия ЧД - вот есть бассейн, гладь воды, по ней бегают водомерки, а в центре бассейна открыт слив и образовалась воронка.
Гладь воды стягивается к этой воронке, причем если воронка закручена - то и гладь воды тоже закрутится. Под этой самой поверхностью воды подразумевается пространство. И если по существу разбираться, это как раз модель с эфиром, т.к. водомерка может обнаружить своё движение относительно слоя жидкости. Чтобы оно приблизилось к ОТО надо от этого уйти - локально водомерка не знает и не имеет средств обнаружить своё движение относительно слоя жидкости. Она только замечает что воды, т.е. пространства между ней и воронкой становится меньше, т.е. действует гравитация. В отличие от эфира здесь опять таки движение штука относительная, это надо удерживать в голове.

[chilly]

То есть из парадокса Белла следует, что любая материя конечного размера будет бесконечно растянута в продольном направлении при прохождении горизонта? Тогда все же не для материальных точек пролет через горизонт - нетривиальное событие. Это материальная точка в свободном падении не чувствует гравитации. А протяженный объект - чувствует. И, значит, что происходит на горизонте с квантовой системой, которая по определению не точечно локальна, - не совсем понятно.

[Geen]

chilly в сообщении #962384 писал(а):

Знать мы не знаем, но мнение-то иметь можем...

А что Вам мешает нарисовать ПВ диаграмму и просто увидеть кто, что и сколько будет видеть?

-- 15.01.2015, 15:12 --

chilly в сообщении #962485 писал(а):

То есть из парадокса Белла следует, что любая материя конечного размера будет бесконечно растянута в продольном направлении при прохождении горизонта?

Нет. Парадокс Белла скорее относится к случаю "зависшей" над горизонтом "материи".

chilly в сообщении #962485 писал(а):

А протяженный объект - чувствует.

Протяжённый объект чуствует только приливные силы (на предыдущей странице ведь написано), а для очень большой ЧД приливные силы на горизонте будут малы.

[aa_dav]

chilly в сообщении #962485 писал(а):

То есть из парадокса Белла следует, что любая материя конечного размера будет бесконечно растянута в продольном направлении при прохождении горизонта? Тогда все же не для материальных точек пролет через горизонт - нетривиальное событие. Это материальная точка в свободном падении не чувствует гравитации. А протяженный объект - чувствует. И, значит, что происходит на горизонте с квантовой системой, которая по определению не точечно локальна, - не совсем понятно.

Эмм... Немного не понял мысли.
Скажем так - для протяженного тела процесс ускорения действительно штука нетривиальная, если слишком быстро ускорятся, то можно потерять связь с хвостом, при некоторых режимах ускорения испытать разрывное натяжение и т.п.

[chilly]

Если космонавт падает в ЧД ногами вперед, то как он будет видеть свои ноги в момент когда ступни коснутся ГС? Когда по колено будут за ГС?

[aa_dav]

chilly в сообщении #962539 писал(а):

Если космонавт падает в ЧД ногами вперед, то как он будет видеть свои ноги в момент когда ступни коснутся ГС? Когда по колено будут за ГС?

Если свободно падает, то не будет в его мироощущении ни ГС, ни гравитации и никаких проблем с ногами.

[epros]

chilly в сообщении #962539 писал(а):

Если космонавт падает в ЧД ногами вперед, то как он будет видеть свои ноги в момент когда ступни коснутся ГС? Когда по колено будут за ГС?

Видеть «в момент» ничего нельзя. Нужно дождаться пока свет от ног дойдёт до глаз.

[Munin]

chilly в сообщении #962384 писал(а):

А если он выключит двигатель и сам начнет свободно падать, будет ли такой момент, когда он увидит что яблоко скрылось за ГС? До того как сам пересечет ГС?

Горизонт событий (кстати, "ГС" писать не стоит - это не общепринятая аббревиатура), так вот, горизонт событий нельзя увидеть, нельзя почувствовать. Это просто мысленно проведённая поверхность. Его можно пересечь - и всё.

И разумеется, на нём ничего не скапливается.

-- 15.01.2015 16:27:36 --

Bulatos в сообщении #962419 писал(а):

Читаю Торна. Такой-то физик там-то родился, там-то учился, с тем-то дружил, ... Может подробно объяснять, почему чем массивнее тело, тем выше орбитальная скорость вокруг него, а про ЧД просто сказать: "пространство завихряется" или "звезда взрывается" и все. Писать про схлопывание "квадратных" тел и с "горкой" на поверхности ...
Естественно, у меня куча вопросов. Как были, так и остались. Хотя бы парочка:
1) что значит "ЧД вращается"? Что именно вращается? Пространство, как говорит Торн. А почему? Оно сохраняет импульс? Имеет массу? И что тогда есть это пространство? Раз оно "увлекает" падающие тела, то оно действует как сила или как? Тогда оно - "эфир", абсолютная точка отсчета?
2) "Черная дыра не может удержать магнитное поле. Поле превращается в электромагнитное излучение и
улетает". А далее про заряженные ЧД: "возникают довольно неинтересные магнитные силовые линии, созданные завихрением пространства в электрическом поле". И как мне уложить это в голове? И вообще, я задавал вопрос о возникновении маг.поля у даже планеты - нет нигде ответа.

Вы задаёте вопросы, ответы на которых можно дать только очень серьёзные - дав прочитать учебник по ОТО.

Рекомендую (по-моему, это лучший учебник, заметно превосходящий все другие):
Мизнер, Торн, Уилер. Гравитация.

Ещё можно взять для беглого пролистывания
Пенроуз. Путь к реальности.

А магнитное поле у планеты - это, скорее всего, вызвано электрическими токами в ядре планеты. По крайней мере, для Земли считается, что так.

[epros]

Munin в сообщении #962573 писал(а):

И разумеется, на нём ничего не скапливается.

Вообще-то если ухитриться зависнуть в полуметре над горизонтом, то всё, наблюдаемое удалённым наблюдателем (типа реликтового излучения и света звёзд), будет видно в сильном фиолетовом смещении. Разумеется, было бы неправильно говорить, что оно там «скапливается»...

[Bulatos]

Munin в сообщении #962573 писал(а):

Вы задаёте вопросы, ответы на которых можно дать только очень серьёзные - дав прочитать учебник по ОТО.

Рекомендую (по-моему, это лучший учебник, заметно превосходящий все другие):
Мизнер, Торн, Уилер. Гравитация.

А магнитное поле у планеты - это, скорее всего, вызвано электрическими токами в ядре планеты. По крайней мере, для Земли считается, что так.

Конечно, надо все читать, обдумывать и изучать. Только зачем тогда форум? Я ведь что-то прочел. Когда-то что-то изучал. Над чем-то думал. Вопросы не исчезают. Возникают новые, но плохо, что изначальные остаются без ответов. Если вы знаете ответы - почему бы не ответить? Хотя бы дать направление для обдумывания и поиска?
Любой лектор-учитель может просто отсылать учеников к книгам и ничего больше не делать.
Разве не странно: можно рассчитать параметры и условия схлопывания звезды, но не найти ответа на механизм образования магнитного поля у Земли?

[Munin]

epros в сообщении #962589 писал(а):

Вообще-то если ухитриться зависнуть в полуметре над горизонтом, то всё, наблюдаемое удалённым наблюдателем (типа реликтового излучения и света звёзд), будет видно в сильном фиолетовом смещении.

То есть, всё снаружи от чёрной дыры. А речь шла о том, что падает в чёрную дыру, и падало туда до наблюдателя. За контекстом разговора не следите?

В остальном-то замечание верно.

-- 15.01.2015 17:12:26 --

Bulatos в сообщении #962607 писал(а):

Конечно, надо все читать, обдумывать и изучать. Только зачем тогда форум? Я ведь что-то прочел. Когда-то что-то изучал. Над чем-то думал. Вопросы не исчезают.

Штука вот в чём.

Форум - чтобы помогать. Полностью изложить материал на форуме - невозможно. Это слишком много, слишком долго и т. п. Но если вы читаете учебник, и у вас возникла заминка, то приходите на форум, вам помогут.

Дальше. То, что вы читали, когда-то изучали и т. п. - обычно попросту не то. Ну не то, и всё тут! И нет смысла об этом жалеть, и нет смысла пытаться старые прочитанные вещи приспособить к новым вопросам. Одно дело бутерброд, другое дело велосипед: на бутерброде не покатаешься, велосипедом не наешься.

Вам предлагают читать именно то. Прицельно. То, что надо, чтобы вы ответы на свои вопросы получили.

Bulatos в сообщении #962607 писал(а):

Если вы знаете ответы - почему бы не ответить?

Я знаю ответы, но они длинные. Вы готовы читать 10 страниц плотного текста? Ну вот, а мне что-то лень их писать, с учётом того, что это уже сделали люди поталантливее меня.

Bulatos в сообщении #962607 писал(а):

Хотя бы дать направление для обдумывания и поиска?

Я дал это направление: целую книгу. А вы её даже не открывали.

Bulatos в сообщении #962607 писал(а):

Любой лектор-учитель может просто отсылать учеников к книгам и ничего больше не делать.

Ну, к сожалению, я не лектор здесь, форум - не лекторий. Он более сжатый и разговорный.

Впрочем, когда я был более молодой и горячий, я порывался такие вещи объяснять. Накатывал телеги по нескольку страниц. Результаты плачевные: те, кому я это писал, не прилагали усилий, чтобы это понять. Так что можете ли вы понять моё изначально скептическое отношение? Прочитайте хотя бы "Введение" в МТУ, тогда посмотрим, есть ли смысл говорить с вами дальше.

-- 15.01.2015 17:13:36 --

Bulatos в сообщении #962607 писал(а):

Разве не странно: можно рассчитать параметры и условия схлопывания звезды, но не найти ответа на механизм образования магнитного поля у Земли?

А что тут странного? Разные задачи, разные требования к ответу, разные теории. В общих чертах понятно и то и другое. В подробностях и деталях - не очень-то понятно ни то, ни другое.

[Bulatos]

Munin в сообщении #962608 писал(а):

В общих чертах понятно и то и другое.

Так ведь не понятно. Чтоб было маг.поле - нужен ток. А Земля нейтральная. Или нужно, чтобы заряды разделились пространственно (кто их разделит?). Чтобы текли с разной скоростью. И относительно нас на поверхности, а не вместе с нами. Или я неправильно рассуждаю? Есть ответ хоть на один из перечисленных пунктов?
Все именитые физики, рассчитывая сложнейшие явления ЧД, Большого Взрыва, и т.п., - считают понятным магнитное поле Земли? Тогда должна быть соответствующая книга. Или признают, что это им не по силам? Или это им неинтересно? Ни одному?
Как можно в таком случае анализировать всякие эффекты ЧД и звезд с учетом маг.поля? Значит, они знают источник этого поля? Где же книга с этим механизмом маг.поля?