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作者Lindemann (做一個有質感的好人)
看板Physics
標題Re: [問題] 任何訊號是否有可能穿越事件地平線？
時間Sun Feb 22 13:22:02 2015
※ 引述《FireHell (冥煌 = 好硬)》之銘言： : 最近在看The science if Intersteller這本書，第5章介紹黑洞的部分看不太懂。 : 我的問題是，假如我掉入黑洞，是否有可能穿越事件地平線抵達奇異點？ 我手上沒那本書,但是想了一下地平線應該是視界(horizon) 這個是專有名詞啦XD event horizon http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8B%E4%BB%B6%E8%A6%96%E7%95%8C 簡單來說在廣義相對論解愛因斯坦方程會得到二個奇點,一個點就是可藉由標變換消除 那個我們通常稱為Schwarzchild半徑記為r=r_s或是Kerr半徑 另外一個點就是真正的奇點,最近有一篇論文說這奇異點不成立是因為他考慮的是量子的 廣義相對論,愛因斯坦的通常是古典的廣義相對論 據說考慮量子效應的廣義相對論+量子力學的 圈量子重力 可以避免這個問題 (抱歉我不會),奇點可以是一個區域(大小是Planck尺度) http://arxiv.org/pdf/1302.5265v2.pdf 會形成黑洞的一個表面,在時空圖上面是一個膜(Schwarzchild黑洞)或是一個 http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#mediaviewer/File:Black_hole_details.JPG
環狀面(Kerr黑洞) http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#mediaviewer/File:Ergosphere.svg 重點來了,我們可以經由知道這個時空圖在黑洞內外是時空座標互換 所以內部的時間變空間,空間變時間,這樣子的話因為時間是有方向性所以前進到奇點 物體永遠逃不出黑洞反而掉進奇點裡面而碎掉(古典的廣義相對論),外面的人也無法得知 內部的任何資訊,後來霍金證明了Schwarzchild黑洞有霍金輻射,其他人Damour和Ruffini 和須也陸續證明Schwarzchild時空和Kerr的量子場論霍金蒸發問題(我看我的廣相書寫的) 所以黑洞的內外形成了一個現象,因為有Schwarzchild黑洞膜擋住 抱歉這裡要考慮黑洞內二種情況,因為黑洞內部光錐的時間過去未來可能有二種定義 1.若r減小定義為未來光錐,則未來的中心是指向r=0那個奇點 在這裡你還要分辨二件事情,時間有二種,一個是你太空船的原始時間(proper time)tau 一個是黑洞外無窮遠觀察者的時間t (因為黑洞內外時空倒置), 這個時間會隨著引力變化而變化使得速度是0,你到達黑洞的時間是無窮長 理論上應該因為引力太大時間是無窮長而進不去,但是可以採適當時間座標變換 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 你進去的時候tau不受時間t影響,所以你感受的時間是tau然後進去黑洞到被潮汐力撕碎 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 也就是r<r_s黑洞內部的物理過程都沒辦法藉助訊號傳到r>r_s,以r=r_s為界面 外面的人對黑洞內部一無所知 這是看我的廣相 廣義相對論與現代宇宙學 須重明 吳雪君 p.327 須重明好像做出了霍金蒸發的問題,因為只是當興趣就懶得看其他書了, 要稍微想一下,不然物理版的板友幫我好了 http://www.books.com.tw/products/CN10074544 2.若r變大定義為未來光錐,則物質只能向外部運動 r>r_s黑洞內部的物理過程都沒辦法藉助訊號傳到r<r_s,以r=r_s為界面 這時仍然以r=r_s為界面,外面稱之為白洞 : 我的理解是，對於黑洞外的觀察者，我會停留在事件地平線直至永恆， why? 黑洞外的觀察者你的時間就是受引力場影響而變的,這是廣義相對論可解釋 :因為在這裡的時間是靜止的。但對於我而言，我可以穿過事件地平線， :因為我感受不到時間變慢。這樣不是一整個矛盾嗎？ 根據書上寫第一種情況你應該只能有時間tau,我真的一時想不出來 : 手機發文，排版不好請見諒，感謝回答:) 黑洞有四種 http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole 分別為Schwarzchild黑洞和Kerr黑洞, Kerr–Newman黑洞,Reissner–Nordström黑洞 我主要是討論Schwarzchild黑洞和Kerr黑洞,希望對你有幫助啦 其實最近有看到一本專書有稍微提到大師Throne的電影工作 從奇點到蟲洞：廣義相對論專題選講 http://www.books.com.tw/products/CN11074871 這本其實蠻適合想要念霍金,據霍金說專業物理學家念不到10頁,學生讀不到2頁的 經典,沒想到當初我什麼都不知道都不懂亂念竟然撐過去了XDD,當故事書看啦 這裡面太多數學是Roger Penrose的微分拓樸的技巧和高難度的微分幾何證明 The Large Scale Structure of SpaceTime http://news.sciencenet.cn/html/showsbnews1.aspx?id=167655 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 1.162.95.84 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1424582527.A.2C5.html ※ 編輯: Lindemann (1.162.95.84), 02/22/2015 13:23:27 ※ 編輯: Lindemann (1.162.95.84), 02/22/2015 13:24:45 ※ 編輯: Lindemann (1.162.95.84), 02/22/2015 13:31:24
→ Lindemann: 我不知道為什麼太空船裡面的人可以如原po所問很自然地 02/22 13:32
→ Lindemann: 進入黑洞而沒有任何感覺(僅僅只是藉由座標變換得到tau) 02/22 13:32
※ 編輯: Lindemann (1.162.95.84), 02/22/2015 13:54:14 sorry累了@@ ※ 編輯: Lindemann (1.162.95.84), 02/22/2015 13:56:13 ※ 編輯: Lindemann (1.162.95.84), 02/22/2015 14:00:57 再補充一下好了,嚴格來說視界有三種 1.粒子視界 這是宇宙學暴漲常問的 粒子視界問題 http://en.wikipedia.org/wiki/Particle_horizon http://en.wikipedia.org/wiki/Horizon_problem 2.event horizon 就如上面所問 http://en.wikipedia.org/wiki/Event_horizon 3.absolute horizon http://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_horizon ※ 編輯: Lindemann (1.162.95.84), 02/22/2015 14:10:21
推 Bogoliubov: 推 02/22 20:39
推 krishuang: 推 02/22 20:45
→ wohtp: event horizon不是真的singularity，量子效應是抹不掉的 02/22 21:21
→ wohtp: （因為本來就沒有東西可以抹） 02/22 21:21