Fråga:
Kan ett föremål bundet till ett rymdskepp dras ut ur händelsehorisonten?
Christmas Snow
2019-08-27 22:59:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ett objekt kan inte undkomma händelsehorisonten genom att katapultera det utanför det svarta hålet.Men vad händer om istället för att förlita sig på flyghastighet, var objektet bunden till ett fartyg som kretsar långt utanför händelsehorisonten?Objektet behöver inte dras ut i högre hastigheter än $ c $ utan kan dras långsamt.

Antag att tyngdkraftsgradienten mellan fartygets omlopp och förankringens andra ände är hanterbar, föremålets massa är tillräckligt liten för att dras utan för mycket belastning på fartygets motorer och förankringen är tillräckligt stark.(Eller det är bara en lös ände).Skulle ett sådant objekt dras ut ur händelsehorisonten?

Hur skulle ett objekt "katapultera" sig själv?
"_Anta att tyngdkraftsgradienten mellan fartygets omlopp och tetherens andra ände är hanterbar, föremålets massa är tillräckligt liten för att dras utan för mycket belastning på fartygets motorer och tether är tillräckligt stark ._" Såvitt jagvet, detta läser i grund och botten som "Antag att svarta hål inte fungerar som de gör".Om du gjorde alla dessa antaganden, skulle alla slutsatser du gör inte gälla ett riktigt svart hål;för i själva verket skulle alla dessa antaganden inte hålla när man går in i en händelsehorisont, AFAIK.
Möjliga duplikat: [Vad händer om du låter en kabel rulla in i ett svart hål?] (Https://physics.stackexchange.com/q/104474/2451), [En annan lekman svarthålsfråga som drar ena änden av en sträng utbakom händelsehorisonten] (https://physics.stackexchange.com/q/126929/2451), [Vad händer om jag sakta sänker ner ett dinglande objekt i ett svart hål?] (https://physics.stackexchange.com/ q / 252312/2451) och länkar däri.
Förutom att flyghastigheten inte är tillämplig på ett svart hål;denna idé skulle inte ens fungera med ett vanligt scenario, säg Jorden.När det yttre fartyget inte har nått åtminstone flyghastigheten kommer det att falla ner till jorden.Om den har det kan den inte dra det andra fartyget långsamt.Det skulle vara en tung acceleration och i slutet, antingen har båda fartygen nått hastighet eller så faller båda fartygen ner.
Tether hålls ihop av elektromagnetiska krafter, som sprider sig med ljusets hastighet, vilket inte räcker för att fly från subhorizonutrymmet.Tether skulle bara riva sönder (eller [spagettifierat] (https://en.m.wikipedia.org/wiki/Spaghettification) innan det).
@AskarKalykov Och om den använder materia som en bindning, ja, de hålls samman av krafter som * också * sprider sig med ljusets hastighet.
Denna fråga inleds med svaret: "Ett objekt kan inte undkomma händelsehorisonten"
@G.Smith Ja, jag förstår bristen på tydlighet.i grund och botten är objektet som katapulteras, (inte katapulterar sig själv) som ett försök att ge det utrymningshastighet.Frågan handlade om den _alternativa_ metoden att använda en tether vars andra ände är bortom händelsehorisonten.
Tre svar:
G. Smith
2019-08-27 23:55:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

I allmän relativitet kan ingen kraft som utövas genom ett länk eller på något annat sätt extrahera ett föremål från det inre av ett svart hål.Det finns inga "knep" för att komma runt detta faktum, snarare än att det finns knep för att möjliggöra en evighetsmaskin.

Alla framtidsstyrda tidslånga världslinjer inom det inre leder till singularitet, inte bara sådana för fritt fallande föremål.Detta är en konsekvens av det svarta hålets geometri .

Gravitationsgradienten är irrelevant .Massan av objektet är irrelevant .Styrkan i bindningen är irrelevant .Allt som är viktigt är rymdgeometrin och de möjliga världslinjer som den tillåter.

Det bör tilläggas att det inte heller finns något sätt att bindningen skulle hålla objektet i en konstant radie bortom händelsehorisonten.Det kommer att gå sönder eller (om det är "oförstörbart") dra in rymdskeppet.
@TheVee Tja, i en värld med oförstörbara tänder är svarta hål omöjliga och vice versa, så du behöver inte riktigt tänka på dem :)
The_Sympathizer
2019-08-28 07:36:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Problemet här är att även om flykthastigheten verkligen är $ c $ vid horisonten, är det klassiska (newtonska) sättet att uppfatta betydelsen av den hastigheten är mycket annorlunda i allmän relativitet jämfört med newtonsk gravitation - eller faktiskt kan man tänka på samma sätt i båda, men det blir verkligen viktigt när man överväger allmän relativitet.

Du borde inte tänka på flyghastigheten som att vara en hastighet som bara gäller ballistiska flykt, utan snarare som en hastighet som betyder hur svårt det är att fly allvarets oavsett sak ifråga är, enligt vilken som helst metod. Det är nämligen " lika hårt som att påskynda din upp till den hastigheten", oavsett om du faktiskt uppnår den accelerationen eller inte: kom ihåg att när du överväger en "långsam" klättring ut av en tyngdkraftsbrunn även i newtonsk mekanik, måste dina raketer skjuta kontinuerligt och de kommer att använda åtminstone (och troligtvis mycket mer) så mycket energi och drivmedel som det krävs för att nå den flyghastigheten trots den långsamma stigningen.

Därför, när du i allmän relativitet ser flödeshastighet $ c $ , vad det egentligen betyder är " det är som svårt att komma härifrån eftersom det är att resa med exakt ljusets hastighet ". Med andra ord, precis vid horisonten, att komma undan är motsvarande att skicka din massive rymdskepp at ljusets hastighet: något du redan borde veta från special relativitet är ändligt hårt. Under horisonten blir det "bortom oändligt" - så svårt att det beskrivs med ett imaginärt tal, vilket i relativitetssyfte egentligen betyder "lika svårt som att gå snabbare än ljus " och därmed "som hårt som en tidsmaskin ", och därför kan du verkligen verkligen inte komma undan.

Detsamma gäller för tänder: du måste dra i den med infinite muskel för att få den bara upp från att vara exakt vid horisonten, och inget rep kan vara oändligt starkt, så när du sänkernågot, alla rep måste gå sönder innan de upphängda föremålen når horisonten.

(På sätt och vis kan man säga "tyngdkraften blir oändligt stark" vid horisonten , inte singulariteten, men det är bättre att säga "tyngdkraften blir oemotståndlig", eller att den svävandekraft blir oändlig, eftersom "tyngdkraftsstyrkan" har andra definitioner som är mer lämpliga för den allmänna-relativistiska inställningen. Speciellt måste gravitationen beskrivas av en tensor, inte en vektor, i allmän relativitet,och denna tensor blir inte oändlig vid horisonten, men funktionsmappningen från detta tensorfält till den nödvändiga svävkraften blir oändlig där.)

Är den anspelningen på imaginära (komplexa) siffror som någonsin representerar några "siffror bortom oändligheten", en riktig matematisk apparat av GR, eller var det bara en icke-matematisk metafor?Idén låter för mig lite överraskande eftersom jag normalt inte ser komplexa nummer som linjärt ordnade på något sätt.
@Jirka Hanika: Ja, det är mer en metafor.
Även om jag antar att du skulle kunna försöka göra det mer matematiskt bokstavligt genom att betrakta kodämnet för svängstyrkefunktionen som en linjär ordnad uppsättning bestående av föreningen av de positiva realerna och positiva imaginärerna där den senare är beordrad att vara efterföre detta.Det kommer fortfarande att vara åtminstone ordningskonsistent med $ + $, men inte $ * $ av icke-verkliga siffror.
Hal Hollis
2019-08-28 01:30:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Objektet behöver inte dras ut vid hastigheter högre än c, men snarare kan dras långsamt.

För enkelhetens skull, överväg Schwarzschild-lösningen för svart hål.Inuti horisonten förblir världslinjerna för 'utåt' riktat ljus inte bara inom horisonten, de slutar på singulariteten (singulariteten ligger i framtiden för alla världslinjer inom horisonten).

Ett massivt föremåls världslinje förblir inom dess framtida ljuskonus (eftersom hastigheten måste vara mindre än $ c $ ) och måste därför sluta på singulariteten ominom horisonten.

Att "dra ut föremålet" skulle kräva att objektets världslinje passerar ut från dess framtida ljuskonus vilket är lika omöjligt som att ha en hastighet större än $ c $ .



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 4.0-licensen som det distribueras under.
Loading...