Megfogalmazom én is ugyanezt a fejtörőt részletesebben:
legyen egy hosszú szerkezet, amely esik befelé, mondjuk egy nagyon nagy fekete lyukba, hogy ne legyen túl nagy változás a rúd mentén.
Akkor lesz egy olyan helyzet, hogy a lyuk felőli része külső megfigyelőnek már nem látszik, a belső meg már nem. Ez még stimmel?
Na most. A külső vége folyamatosan rádiózik nekünk, hogy hogy néz ki a belső vége. Amíg ő maga kívül van, ez sikerül is neki. Vörösbe tolódik meg minden, de azért jön az adás. Ez is stimmel?
Ez a külső vég közben folyamatosan látja a belső végét. Ez is ok?
Akkor lehet olyan sikeresen vett adás, ami a már a mi külső helyzetünk szerint értelmezett horizonton belül került belső végről tudósít?
(nem akarom megfogni az altrelt, tudom hogy csak meg nem értésből származó ellentmondás, de akkor is érdekes)
"Tehát ha zuhanok , akkor belátok a horizont mögé?"
Nem, ez félreértés.
Az vonatkoztatási rendszertől független tény, hogy a fekete lyukat nem tudja elhagyni se tömeges anyag, se tömeg nélküli fény.
Ami vonatkoztatási rendszer függő, az ennek a magyarázata.
Tehát, hogy a távoli megfigyelők rendszeréből vizsgálva létezik a fekete lyuk középpontja körül egy koordinátaszingularitás, ahol megcserélődik a t és az r koordináta.
Míg a bezuhanó megfigyelők rendszerében leírva nincs semmiféle ilyen szakadás a koordinátákban, hanem azok a középponthoz közeledve folyamatosan görbülnek úgy, hogy bizonyos közelségtől már minden kifelé indított fényjel is a középpont felé terjed.
Nézd meg pl. az Eddington-Finkelstein koordinátákat pl. itt:
Olyan jellegű fejtörő, mint a specreles paradoxonok voltak a végtelen hosszú topicokban. Ilyenkor van az, hogy az ismeretterjesztő tudás nem elég, az tud válaszolni, aki rendesen megértette. :-)
A kopaszsági elv a kész (és így jó modellel rendelkező) fekete lyukakra vonatkozik. Vajon mikor jutunk el odáig, hogy egy valós fekete lyuknak a tökéletesen megnyugodottól való eltérését mérni tudjuk.
A tömegén, a perdületén, a töltésén és a Hawking sugárzásán kívül nem tudok semmiről, amit elvileg mérni lehetne. De most hirtelen arra gondoltam, ha lenne olyan fekete lyuk, aminek anyaga éppen csak valamivel a horizontja mögé húzódott volna, s a belső háborgásai miatt időnként itt-ott föléje kerülne, az talán mutatna valami sugárzást. Vagy esetleg kiszabadulhatnak sugárzások azokban a pillanatokban, amikor két fekete lyuk egymásba olvad, a horizontok meg az anyagfelszínek nagyon dinamikusan változnak.
szóval ha zuahok bele a lyukba és előttem mondjuk 100 méterrel valami más is zuhan bele azt sose veszitem szem elől csak ha én valami rakétahajtóművel ellensúlyozva a gravitációt fixen lennék a térben egy adott távolságra a lyuktól?
Tehát ha zuhanok , akkor belátok a horizont mögé? ennek semmi értelme. mi van ha 50 méterre a horizonttól bekapcsolom a rakétát? elmondhatom hogy beláttam a horizont mögé.
Az ütközések során felmelegedett anyag energiája még a bolygókból is csak nagyon lassan sugárzódik ki. Lásd a Föld forró magját. Amíg ez teljesen ki nem hűl, addig nagyobb nyomás uralkodik benne, mintha hideg volna, így nyilván nagyobb az átmérője is. Szerintem a fekete lyukak anyaga is nagyobb gömbbe tömörödik annál, mintha teljesen ki tudta volna sugározni az összes hőenergiát, ami az összeomlás előtti csillag anyagának gravitációs potenciáljából keletkezett. Azt pedig egyik fekete lyukról se tudjuk, hogy az eseményhorizontjuk alatt valójában mekkora tartományba zsugorodott az anyaguk. Csak, hogy biztosan a horizont alá, különben sugároznának.
Van - elvileg legalább - külső jele annak, hogy mi van belül, vagy ez teljesen a fekete lyuk belügye? Ha mondjuk lehetséges lenne műholdat őáéyára állítani egy fekete lyuk körül. tudna olyat mérni, ami a belső jelenségeire enged következtetni?
Pl. a részecskefizikában a kísérletek vezetik az intuíciót, segítenek választani lehetőségek között, kiszűrni a hibás elképzeléseket, inspirálnak jobbakat. Ha jóformán semmi sincs, elég nehéz lehet. Jóformán arra korlátozódhat, hogy valakinek eszébe jut valami, próbálják végigszámolni, de a számolás is tele van nem ellenőrizhető kiinduló feltételekkel.
Normális gravitáció (pl. bolygórendszer kialakulása) esetén úgy tud lecsengeni, hogy az ütközések EM sugárzást keltenek, az meg elmegy, elviszi az energiát.
De itt nem tud elmenni, így valami egész más történhet vele.
"Bármilyen habkönnyű anyagból is kívánjuk összerakni a fekete lyukat, előbb-utóbb elérjük a Schw sugár 8/9-edét. Akkor pedig a magban a nyomás végtelenné válik. Interior Schw metric."
Ha te meg tudod oldani az Einstein egyenletet arra az inhomogén esetre, amikor valami elképzelt "habkönnyű" anyag csak egy véges térfogatra húzódik össze az összeomlás során, akkor lássuk azt a megoldást! Természetesen a belső részek metrikájával, és az ottani anyag sugártól függő állapotegyenletével, végül inflatonná való visszaalakulásával együtt.
Persze az ilyen világraszóló nóvumokat, nem igazán ezen az isten háta mögötti fórumocskán volna bölcs közzétenni.
"Pl., hogy vákuum-megoldás és nem forgó. Az igazi fekete lyukak természetesen nem vákuumból vannak."
Úgy látom, mintha te itt egy alapvető félreértéssel vitatkoznál. Hiszen a "vákuum megoldás" nem azt mondja, hogy a fekete lyuk vákuumból volna. Valójában anyag van a közepén, hatalmas sűrűségben, de a vákuum megoldások csak azon a felületen kívüli részt írják le helyesen, amely mögé visszahúzódott. Ennek sugara viszont alighanem nagyon kicsi, s azon kívül egészen a horizontig valóban nem tartózkodhat anyag stacioner módon, mert ezt mondja az Oppenheimer-Snyder tétel. Ami szerint a nyomásmentes (vagyis amikor a csillag energiatermelése már megszűnt) és gömbszimmetrikus anyageloszlás esetén egy bizonyos sugáron belül már semmi nem állítja meg az anyag gravitációs összehúzódását. És nem gömbszimmetrikus esetben is van erre egy forgatókönyvünk, az un. BKL sejtés, ami szerint ilyenkor egy oszcilláló összeomlás következik be.
(Ennek lényege, hogy ilyenkor a különböző sűrűségű irányokból származó anyagcsomók nem egy közös középpont felé zuhannak, hanem elmehetnek egymás mellett, amitől a középpont környékén megnövekednek az ilyen-olyan irányú perdületsűrűségek. Persze ha a csillag az összeomlás előtt nem forgott, akkor ezek eredőben nullát adnak, ám ettől még részei a helyi energia-impulzus tenzoroknak, így ott helyben különböző járulékos gravitációs forrásokat jelentenek, amelyek miatt több periódus alatt végül lecsengenek ezek a túlfutások.)
A forgó égitestek pedig nyilván nem a Schwarzschild típusú fekete lyukba omlanak össze, hanem a forgó Kerr típusúba.
Bármilyen habkönnyű anyagból is kívánjuk összerakni a fekete lyukat, előbb-utóbb elérjük a Schw sugár 8/9-edét. Akkor pedig a magban a nyomás végtelenné válik. Interior Schw metric.
Onnan pedig - ahogy az oroszok mondják - nincs hova tovább hátrálni.
Az entrópia növekedésének egyetlen útja az, ha az anyag visszalakul inflatonná - gerjesztett Higgs-mezővé - sötét energiává - nevezzük ahogy akarjuk.
Ahol az entrópia növekedésének egyetlen módja a tér tágulása, ami egyben felszámolja a központi szingularitás matematikai lehetőségét is.
Ugyanaz játszódik le, mint a mi univerzumunkban az inflációs korszak végén, csak fordítva.
Illetve, bentről nézve nem is fordítva, hanem éppen előre. Az r radiális koordináta az a horizonton belül idő. r-ben befelé, az időben előre.
Azok vagy az alkalmazott matematikai modellek hiányosságait jelzik (mint a régi specreles paradoxonok), vagy a fizikai környezetről alkotott feltételezések tévesek.
Én ezt úgy illesztettem be a világképembe, hogy ha rendesen érteni szeretném, akkor több évet kellene szánnom a megtanulására. Mivel ennyit nekem nem ér, de mégis érdekel, lemondtam a rendes megértésről, és ismeretterjesztő előadásokból összeszedtem pár érdekes tulajdonságát. Nem megértés, csak össze nem illő szilánkok mozaikja, de mégis valami. Valami olyan homályos kép, ami legalább arra elég, hogy annyit megértsek, kb. miről van szó, és milyen módszereket használnak, akik ezzel foglalkoznak.
Az ilyen "tudás" alapvető tulajdonsága, hogy csak az van meg, amit konkrétan elmondtak. Nem alkalmas azonban további, ezeken túlmenő, logikai úton történő továbbgondolásra, olyan kérdések megoldására, amiről nem volt szó az előadáson. :-)
Mert abból könnyen egész nagy marhaság jöhet ki. Itt válik el a rendes megértés a szilánkoktól.
"a lábam előbb halad át a horizonton mint a fejem? vagy nem?"
Aki zuhan befelé, annak a rendszerében nem is létezik horizont.
Horizont csak a távoli, stabil pályán keringő megfigyelők rendszerében létezik.
Mert a fekete lyuk horizontja nem valami abszolút jelenség, hanem vonatkoztatási rendszertől függő.
A távoli megfigyelő azt tapasztalja, hogy a fekete lyuk körül van egy felület, amire csak befelé zuhannak a dolgok, sohase jönnek onnan kifelé, mármint az ő saját ideje szerinti jövőben. S ezt a jelenséget írja le a Schwarzschild koordinátázás szerint azzal, hogy van a középponti szingularitás körül egy különleges tartomány, amiben furcsa módon helyet cserél egymással a jövő felé mutató időkoordináta és a befelé mutató térkoordináta. Ennek a tartománynak a határa az eseményhorizont.
De ez a felület, ahol hirtelen meg kell cserélni a t és az r koordinátákat, csak a jelenségek leírására használt egyfajta koordinátarendszer műterméke. Olyan, mint a földrajzban használatos polárkoordináta rendszer É pólusa. Vagyis az a hely, ahol hiába megy valaki tovább ugyanazon az egyenes útvonalon, amin megközelítette, az hirtelen már nem É iránynak, hanem D iránynak számít.
Ám aki átmegy ezen a póluson, nem érez ott semmi fizikai változást.
Hogy a Föld felszínén történetesen polárkoordináta rendszert alkalmazunk, és hogy az É ill. D tengelypontra tesszük annak pólusait, az csak a földrajztudósok önkényes választása. Tehették volna akár a Vaunatu szigetekre is, s akkor ott volna koordináta szingularitás, vagyis ott kellene az egyenesen haladó hajók logbookjaiban hirtelen felcserélni a V irányt ez ellenkezőjére. (A tengelypontok választása persze a Föld tengelyforgása miatt észszerű, de nem szükségszerű.)
Ha pedig az áltrel alapegyenletét nem egy távoli megfigyelő rendszerében tárgyaljuk, hanem egy bezuhanó megfigyelő rendszerében, akkor olyan megoldásokat kapunk, amelyekben az időkoordináta nem hirtelen, nem egy határfelületen cserél helyet a radiális koordinátával, hanem a zuhanás folyamán folyamatosan, pl. ezekben az Eddington-Finkelstein, vagy Kruskal-Szekeres rendszerekben nincs semmiféle horizont, semmiféle koordinátaszingularitás. Csak a jövőirányú fénykúpjaik fordulnak folyamatosan annyira a középponti szingularitás felé, hogy még a menetirányukkal ellentétes irányba visszaküldött fényjeleik is a szingularitás felé tartanak.
az egész azért is érdekes mert egy feketel lyuk esetén a töltés megmarad, tehát az valahogy mégis kijön mint információ
ha van egy csomó protonom meg antiprotonom és mindkettőből fekete lyukat csinálok, tudni fogom melyik lett protonból és melyik nem.
az eseményhorizonton áthaladást értem de a józan ész alapján mégse. ha lábbal előre zuhanok a lyukba akkor a lábam előbb halad át a horizonton mint a fejem tehát egy pillanatra a lábam nem lenne a testem része és nem látnám.
Ha semmi sem jöhet ki a horizont mögül hogyan láthatom végig a lábam ha lábbal előre esetk a fekete lyukba?
Arról nem is beszélve hogy az idődilatáció miatt előfordulhat olyan megközelítése a lyuknak hogy mire az eseményhorizonthoz érek a fekete lyuk már elpárolgott.
"Ha viszont a megfigyelő együtt mozogna a mágnessel, akkor ő nem venne észre semmit az eseményhorizonton áthaladásból, a kezében tartott mágnes tere előtte-közben-utána ugyanúgy nézne ki."
Pontosan az eseményhorizontnál nem történne semmi különös, de ahogy egyre közelebb kerülne a szingularitáshoz, egyre nagyobb lenne a spagettizáció. Ami nem csak a megfigyelőt nyújtaná egyre inkább radiális irányban és zsugorítaná a tangenciális irányokban, hanem a mágnest is. Sőt talán a mágnes mezejét is. Mert hogyan is definiáljuk a mező pontbeli értékeit? A pontokba helyezett próbatestekre (mágneses dipólusokra) ható erőkkel. Márpedig azok igencsak megváltoznak a spagettizációt okozó árapály erők erősödése miatt. Ezek persze ugyanúgy hatnak a nem mágneses próbatestekre is, így lehet, hogy hatásukat mégsem számítják hozzá a mágneses mező értékeihez.
Az eseményhorizont egyáltalán nem valódi szingularitás, tehát nem olyan, mint ami a fekete lyuk középpontjában van. Hanem csak koordináta szingularitás, vagyis olyan dolog, ami csak az alkalmazott koordinátarendszer (pl. a Schwarzschild koordináták) műterméke. De eltűnik, ha ugyanezt a fekete lyukat pl. Eddington-Finkelstein koordinátákkal vagy Kruskal-Szekeres koordinátákkal írjuk le.
Amit írok, azt az ált. relativitáselmélet, és a (görbült téridős) Maxwell-egyenletek alapján írom. Ezt csak azért bocsátom előre, hogy világos legyen: itt egy matematikai modell alapján dolgozunk, más modell alapján más következtetés is kijöhetne. Az más kérdés, hogy a fenti két elméletnek én nem láttam még jó konkurensét.
Amit fontos még látnod, az az hogy a kérdéseidre a válasz erősen megfigyelőfüggő. Minden gravitáció nélkül is, a mágneses tér az pont ilyen. Ha van egy ponttöltés, ami hozzád képest áll, annak van elektromos mezője, de nulla mágneses térerősség van körülötte, Ha egyenletes sebességgel haladsz ugyanezen mágneshez képest, akkor - mivel a mozgó töltés áramot jelent - mágneses teret fogsz körülötte mérni. Még durvábban jelentkezik ez a megfigyelő-függőség olyan extrém erős gravitációs terek esetén, mint ami egy fekete lyuké. Pl. egy megfigyelő, aki a fekete lyuk körül keringő űrhajóban ül, soha nem lát semmit áthaladni az eseményhorizonton. Minden, amit beledobunk a fekete lyukba, egyre inkább lelassulva, a képét egyre inkább vörös fele eltolódva-elsötétedve látja. Tulajdonképpen úgy nézne ki a dolog, mintha a test még éppen az eseményhorizont elérése előtt befagyna. Ha egy rúdmágnes lenne a tárgy, akkor - azt tippelem - a befagyással együtt a mágneses erővonalak szépen állandósulnának. Az biztos, hogy nem monopólusnak érzékelnéd, ugyanis a Maxwell-egyenletek egyenes következménye, hogy a mágneses erővonalak zárt hurkokat alkotnak.
Ha viszont a megfigyelő együtt mozogna a mágnessel, akkor ő nem venne észre semmit az eseményhorizonton áthaladásból, a kezében tartott mágnes tere előtte-közben-utána ugyanúgy nézne ki.
Amúgy az általános relativitáselmélet egyeneleteinek csak nagyon kevés ismert, egzakt megoldása van mágneses térrel együtt, amit én ismerek az Kerr-Newman megoldást (https://en.wikipedia.org/wiki/Kerr%E2%80%93Newman_metric), ami egy forgó, elektromosan töltött fekete lyukat ír le. Ennek egy álló, külső megfigyelő szempontjából mágneses tere is van, és kb. olyan, mintha a ott egy, a forgástengely irányába néző rúdmágnes lenne.
