Frage:
Was passiert mit einem Astronauten mit einem langen Seil, das den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs überquert?
Andrew
2020-08-30 03:24:21 UTC
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Nehmen wir an, es gibt einen Astronauten mit einem sehr langen Seil hinter sich.Als er sich einem sehr großen schwarzen Loch nähert, kann er zurückblicken und sehen, wie das Seil hinter ihm in die Ferne abfällt.

Was würde er sehen, wenn er den Ereignishorizont überquert und entlang des Seils zurückblickt, während sich ein Teil des Seils noch außerhalb des Ereignishorizonts befindet?

Wie immer bei solchen Fragen müssen Sie sich vor der extremen Verzerrung der Raumzeit in der Nähe eines Schwarzen Lochs hüten.Wenn du sagst "was würde er sehen", wirst du so verstanden, dass es bedeutet "was machen seine Augen aus den Photonen, die sie zu sich kommen sehen", wenn du wirklich meinst "was los ist" - und das bringtknifflige Fragen der Gleichzeitigkeit aufwerfen, die in dieser Region der Raum-Zeit schlecht definiert sind.
Mehr zu [Seile & Ereignishorizonte] (https://physics.stackexchange.com/questions/tagged/event-horizon+black-holes+string).
Beantwortet das deine Frage?[Sieht jemand, der in ein Schwarzes Loch fällt, das Ende des Universums?] (Https://physics.stackexchange.com/questions/82678/does-someone-falling-into-a-black-hole-see-the-end-des Universums)
@descheleschilder [This] (https://physics.stackexchange.com/questions/82678/does-someone-falling-into-a-black-hole-see-the-end-of-the-universe) beantwortet meine Frage nicht wirklich.Ich verstehe, dass jemand, der in ein Schwarzes Loch fällt, das Ende des Universums nicht sehen würde.Ich frage, was jemand einmal im Ereignishorizont sehen würde.
Ich habe eine Reihe von Kommentaren gelöscht - viele versuchten, die Frage zu beantworten, andere wurden unangemessen.Wenn jemand eine Antwort auf die Frage hat, posten Sie diese bitte als Antwort.Vielen Dank!
Drei antworten:
benrg
2020-08-31 09:58:14 UTC
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Dales Antwort ist richtig, aber ich möchte weiter betonen, dass nichts Besonderes in der Nähe eines Ereignishorizonts passiert. Es ist wie in jeder anderen Region der Raumzeit.

Hier ist eine Analogie. Angenommen, Sie befinden sich in einem Gebäude, das zu einem bestimmten Zeitpunkt explodieren soll. Wenn Sie sich zu spät im Gebäude befinden und zu weit von einem Ausgang entfernt sind, können Sie selbst bei Höchstgeschwindigkeit nicht vor der Explosion entkommen. Wenn es sich um ein einstöckiges, quadratisches Gebäude handelt und Sie an einem beliebigen Punkt am Rand aussteigen können, ist die Region, aus der Sie zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht entkommen können, quadratisch. Es beginnt in der Mitte des Gebäudes und dehnt sich mit maximaler Laufgeschwindigkeit nach außen aus. Die Grenze dieser Region ist der "Fluchthorizont".

Wenn Sie bei der Explosion nicht entkommen und sterben, wird der Fluchthorizont Sie zwangsläufig irgendwann vor Ihrem Tod überfluten. Wenn es an Ihnen vorbeigeht, passiert nichts Besonderes. Sie bemerken es nicht vorbei. Sie können es in keiner Weise erkennen. Es ist nicht wirklich da. Es ist nur ein abstraktes Konzept, das wir basierend auf unserem Vorwissen über die Zukunft definiert haben.

Der Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs wird auf die gleiche Weise definiert, mit einer Singularität anstelle der Explosion und der Lichtgeschwindigkeit anstelle Ihrer Laufgeschwindigkeit. Wenn Ihre Weltlinie bei der Singularität endet, wird der Ereignishorizont zu einem früheren Zeitpunkt mit Lichtgeschwindigkeit über Sie hinwegfegen. Aber du wirst es nicht bemerken. Sie können es in keiner Weise erkennen. Es ist nicht wirklich da.

Die Leute sind darüber verwirrt, weil es eine Phänomenologie gibt, die mit Horizonten von Schwarzen Löchern verbunden ist: Je näher Sie ihnen kommen, desto schneller müssen Sie beschleunigen, um ein Durchfallen zu vermeiden, desto langsamer läuft Ihre Uhr, desto heißer wird die Hawking-Strahlung. und so weiter. Sie verhalten sich für einige Zwecke auch wie elektrische Leiter, obwohl dies nicht so oft erwähnt wird.

Die Sache ist, wenn Sie falsch vorhersagen, wo die Singularität sein wird, und versuchen, dem zu entkommen, was Sie für den Horizont halten, aber tatsächlich nicht, passieren all diese Dinge.Jeder Ereignishorizont, der durch zukünftige Raumzeitpunkte definiert wird, ob singulär oder nicht, hat diese Eigenschaften, selbst in der speziellen Relativitätstheorie.(Weitere Informationen zum relativativistischen Sonderfall finden Sie unter Rindler-Koordinaten und Unruh-Effekt.)

Die Antwort auf jede Frage, was Sie sehen würden, wenn Sie durch einen Ereignishorizont fallen, ist immer dieselbe, als ob der Ereignishorizont woanders wäre.

Diese Antwort verdient besser als die erste!
... Horizonte unphysisch sind, aber auch Strom leiten?Was?Wenn sie Strom leiten, kann mir mein Ohmmeter dann nicht sagen, wo sie sind?
@user253751 Sie verhalten sich für einige Zwecke wie Leiter, z.bei der Berechnung des Ladungsfeldes außerhalb des Horizonts.Ich weiß nicht, was passiert, wenn Sie versuchen, den Horizont mit einem Ohmmeter abzutasten, aber was auch immer passiert, ist eine Folge der Tatsache, dass die Sondenspitzen sehr, sehr schnell beschleunigen.
@user253751 Ich habe den Anspruch auf Leitfähigkeit abgeschwächt und einen Wikipedia-Link hinzugefügt.
Was mich verwirrt ist, dass der fallende Beobachter, wenn er nichts "Besonderes" bemerkt, immer noch denken sollte, dass er wieder herausklettern kann, zum Beispiel mit diesem Seil?(Vorausgesetzt, es fällt nicht mit ihnen zusammen, sondern ist irgendwo "außerhalb" des Ereignishorizonts angebracht).Vielleicht fallen sie nicht einmal, sondern überschreiten diese Schwelle sehr vorsichtig und halten sich am Seil fest ...
Eines jedoch.Was ist, wenn ein Körperteil die Zone ohne Rückkehr betritt?Es ist eine besondere Art von Raumzeit.
@descheleschilder Gedankenübung: Wenn der "Körper" eine Art 3D-Hologramm aus Photonen wäre, die sich tangential zum Horizont bewegen, wird der Teil, der den Horizont überquert, abgerissen und fällt ein, während der andere Teil eine ausreichende Geschwindigkeit hat, um zu entkommen.Da Körperteile jedoch nicht aus Photonen bestehen und sich nicht mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen können, muss jedes "Körperteil mit Masse", das in die "Zone ohne Rückkehr" eintritt, notwendigerweise an einem Körperteil mit unzureichender Geschwindigkeit befestigt werden, um dies zu vermeidendas gleiche Schicksal.Dies bedeutet auch, dass kein Teil * am Horizont * abgerissen wird, obwohl Gezeitenkräfte den Körper schließlich auseinander reißen.
@descheleschilder ... oder anders ausgedrückt, der Ereignishorizont eines BH ist die "Zone ohne Rückkehr" für * Photonen *, aber für Dinge mit geringerer Geschwindigkeit ist die "Zone ohne Rückkehr" viel weiter entfernt, ihr Radius hängt davon abdie maximale Geschwindigkeit des Körpers, der versucht zu entkommen.In [@] benrgs kluger Analogie denke ich, dass Ihre Frage wirklich lautet: "An dem Punkt, an dem die Explosionsfront auf den entkommenden Körper trifft, was passiert mit einem Teil des Körpers, der schneller entkommt, als sich die Front bewegt?"Ich denke, der entkommende Teil entkommt und der gesprengte Teil nicht.
Gutes Experiment!Wenn aus Photonen eine kreisförmige Flugbahn erstellt wird, ist mit dieser Flugbahn ein Radius verbunden.Photonen können sich nicht tangential zum Ereignishorizont bewegen (ich dachte, es heißt Photonenradius, bin mir aber nicht sicher).Egal (um davon zu sprechen).Ich bin mir im Moment nicht sicher, ob die massive Materie eine kreisförmige Flugbahn zum Ereignishorizont tangieren kann, aber wenn dies der Fall ist, werden Sie wahrscheinlich angesaugt, um nie wieder zurückzukehren.Wenn Sie jedoch direkt darüber hängen, können Sie mit der Hand nach der Linie greifen und sie überqueren.es wird für immer stecken bleiben.Meine Frau: Panzerphotonen?Entschuldigung liebes.....
@ChappoHasn'tForgottenMonica Hast du meinen Kommentar bekommen?Ich habe vergessen, deinen Namen zu erwähnen.
@ChappoHasn'tForgottenMonica Schauen Sie hier: https: //en.wikipedia.org/wiki/Photon_sphere Grüße an Monica.
Dale
2020-08-30 03:30:44 UTC
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Er würde immer noch das Seil hinter sich sehen.Nichts hindert das Licht des Seils daran, vom Seil nach innen durch den Ereignishorizont und zu seinen Augen zu fallen.

Kommentare sind nicht für eine ausführliche Diskussion gedacht.Diese Konversation wurde [in den Chat verschoben] (https://chat.stackexchange.com/rooms/112470/discussion-on-answer-by-dale-what-happens-to-an-astronaut-with-a-long-Seilkreuz).
Im Wesentlichen ist dies in der Tat die Antwort.Stört es Sie, wenn ich Ihre Antwort geringfügig bearbeite?Sie werden bis zu 30 gehen ...
Sicher, gehen Sie vor.Wenn ich Einwände habe, kann ich es zurücksetzen, aber wenn ich damit einverstanden bin, ist es gut, zusätzliche Eingaben zu haben
descheleschilder
2020-08-30 19:55:42 UTC
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Das hängt von Ihrer Sichtweise ab. Für den Astronauten passiert nichts Besonderes, besonders wenn die Masse des Schwarzen Lochs enorm ist.
Für uns als entfernte Beobachter wird der Astronaut in der Zeit eingefroren sein. Jemand hat einmal geschrieben (in dieser Frage, die ich auf dieser Site gelesen habe), dass beim Betreten des Ereignishorizonts des BH die Hand des Astronauten von seinem Körper abgezogen wird, da die Zeit am Horizont stehen bleibt. Das ist offensichtlicher Unsinn. Für den Astronauten scheint nichts los zu sein. Er fällt einfach frei durch den Horizont. Rückblickend sieht er nur das Seil mit ihm fallen. Und weil die Masse des BH so groß ist, wird er nicht spaghettifiziert (dies mag aufgrund der enormen Masse eines galaxienähnlichen BH seltsam erscheinen, aber der Radius des Ereignishorizonts ist auch riesig).
Wir werden ihn / sie aber nie wieder sehen. Sein / ihr Informationsgehalt geht vollständig verloren und wir können anhand der Hawking-Strahlung nicht erkennen, wie er / sie aussah. Im Gegensatz zum ADS / CFT -Korrespondenzansatz, der auf der Stringtheorie basiert und besagt, dass Informationen nicht verloren gehen. Ich akzeptiere keine Stringtheorie, um der Realität zu entsprechen, also akzeptiere ich auch nicht, dass Informationen nicht verloren gehen.
Wir werden nie wissen, was passieren wird, wenn sie immer weiter fällt. Vielleicht landet sie in einem anderen Universum, vielleicht wird sie spaghettifiziert, aber sicher ist sie für immer verloren.

Kurz gesagt: Weil sich jemand (in einem speziellen Anzug) im freien Fall befindet und solange jemand nicht von Gezeitenkräften auseinandergerissen wird, wird jemand nichts Seltsames beobachten. Er / sie würde alles wie hier auf Erden sehen. Nur für uns als entfernte Beobachter nehmen Zeit- und Raumkoordinate den Platz des anderen ein.

Möglicherweise ist das Wissen, dass Ihre Flugbahn in kurzer, endlicher Zeit in einer Singularität endet, ein wenig störend, auch wenn das Unterschreiten des Ereignishorizonts selbst nicht traumatisch ist.
@peterh-ReinstateMonica Ja, das wird sicherlich ein verstörender Gedanke sein.Wahrscheinlich dein letzter, aber wer weiß was hinter dem Horizont ...?
Re, "... wer weiß ..." Es gibt sehr wenige Orte im Universum, an denen ein Mensch überleben kann.Ich meine, ernsthaft!Wenn ich zufällige Koordinaten auswähle und Sie mit meinem Transporter dorthin strahle, wäre das Mord.Es ist unvorstellbar, dass der zufällige Ort, den ich ausgewählt habe, ein Ort ist, an dem man überleben kann.Ich habe keinen Grund zu der Annahme, dass das Innere eines Schwarzen Lochs eine Ausnahme von dieser allgemeinen Regel darstellen würde.
@SolomonSlow Da Sie einen Transporter haben, habe ich einen Anzug, in dem ich überall überleben kann!Ernsthaft!
"Sein / ihr Informationsgehalt geht vollständig verloren und wir können anhand der Hawking-Strahlung nicht erkennen, wie er / sie aussah."Das ist falsch.Die Entwicklung der Quantenzustände ist zeitlich reversibel.
@Acccumulation Aber geht es nicht um das Informationsparadoxon?Der "Krieg" zwischen Hawkings ** Nein ** und Susskinds ** Ja ** (dh Informationen gehen verloren) wurde von Susskind gewonnen, weshalb ich schrieb, dass Informationen verloren gehen (ein offensichtlicher Widerspruch, dh ein Paradoxon)Ich bin mir nicht so sicher, ob Susskind Recht hat, aber ich habe dies in meiner Antwort angenommen.
Hawkings Position war, dass Informationen verloren gehen.Susskinds Position ist, dass es nicht so ist.https://en.wikipedia.org/wiki/The_Black_Hole_War
@Acccumulation Ich bin mir ziemlich sicher, dass Hawking derjenige war, der den Informationsverlust nicht akzeptieren konnte.
Ich habe gerade einen Link gepostet, der besagt, dass Hawking dachte, dass Informationen zerstört werden.Ich weiß nicht, warum Sie veröffentlichen, was Sie "ziemlich sicher" sind, ohne Zitate.
@Acccumulation Nachdem Sie einen Wikipedia-Artikel gelesen haben, haben Sie tatsächlich Recht.Ich habe sie verwechselt.Der Grund, den Sie für die Aufbewahrung von Informationen angegeben haben, ist jedoch nicht der Grund, den Sie in Ihrem Kommentar angegeben haben.Da die Antwort im Kontext der Stringtheorie gegeben wird, die meiner Meinung nach nicht der Realität entspricht, denke ich, dass die Antwort nicht korrekt ist.obwohl.
Wenn aus lokaler Sicht "nichts Besonderes passiert", was ist, wenn ich direkt außerhalb des Ereignishorizonts schwebe und meine Hand hineinstecke?
@vsz Die Kraft, die Sie spüren, wenn Sie direkt über (oder unter) dem Ereignishorizont eines extrem massiven BH schweben, ist nicht so groß (je größer die Masse des BH ist, desto kleiner ist die G-Kraft, die Sie erfahren).Stellen Sie sich also den Fall eines extrem massiven BH vor.Wenn Sie Ihre Hand hineinlegen, würden Sie keine große Zunahme der G-Kraft spüren.Aber weil etwas, das den Horizont überschritten hat, nie wieder herauskommen kann, werden Sie für immer stecken bleiben.Bis Ihre Rakete keinen Treibstoff mehr hat, bevor Sie sterben.In diesem Fall werden Sie zusammen mit Ihrer Rakete angesaugt und beschleunigen ins Unbekannte.
@descheleschilder: Würde es sich so anfühlen, als hätte eine mysteriöse Kraft gerade meine Hand ergriffen?(und es muss sich auch taub anfühlen, da keine Signale in mein Gehirn zurückkehren).Aber wenn die lokale Schwerkraft fast vollständig gleichmäßig ist, warum gibt es dann eine sehr genaue Grenze, wenn ich meine Hand genau eine Plancklänge tiefer lege, bleibt sie stecken, und wenn eine Plancklänge weniger ist, dann nicht?
@vsz Ja!Für Ihre Hand werden die Zeit und die radiale Raumkomponente der Raumzeit (in radialen Koordinaten) vertauscht.Wie fühlt sich das an?Sie würden in der Tat überhaupt nichts fühlen.Ihr Arm bleibt nur am Horizont stehen und Sie können ihn nicht mehr sehen oder fühlen.Sehr eigenartig!In der klassischen GR gibt es eine genaue Grenze.Ich weiß nicht, was bei der Quantengravitation der Fall ist (von der ich glaube, dass sie nicht existiert).Ich denke zwar, dass die kleinste Länge die Planck-Länge ist, aber das liegt (zumindest in meiner Theorie) an einer nicht punktförmigen Struktur von Elementarteilchen (und ich meine nicht Strings).
@SolomonSlow Warum haben Sie Ihren Kommentar entfernt?
@descheleschilder, Ich erinnere mich nicht.Aber in Bezug auf "Schweben ..." Während es stimmt, dass der Schwerkraftgradient am Horizont eines supermassiven Schwarzen nicht groß ist, nähert sich die Kraft, die Ihr Motor erzeugen muss, um dort zu schweben, dem Unendlichen als IhremSchiff nähert sich dem Horizont.Wenn Sie nahe genug schweben würden, um Ihren Arm zu legen, würden Sie G-Kräfte von Ihrem Schiffsmotor in astronomischem Maßstab erfahren.Selbst wenn Sie viel weiter weg schwebten, hätte das bloße Gewicht Ihres Armes, der über der Seite baumelte, ihn direkt von Ihrem Körper gerissen.
@vsz Sie vergessen, dass der Ereignishorizont durch die * Lichtgeschwindigkeit * definiert ist, und da Sie möglicherweise nicht mit dieser Geschwindigkeit fahren können, können Sie möglicherweise nicht direkt außerhalb des Horizonts schweben.Solomons scharfsinniger letzter Kommentar ist eine Ausarbeitung dieser grundlegenden Tatsache.
@ChappoHasn'tForgottenMonica Es gibt einen weiteren Radius, der mit einer kreisförmigen Flugbahn von Photonen verbunden ist.Es ist größer als der Radius des Ereignishorizonts.Google es!


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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