Являются ли черные дыры действительно сингулярностями?

Разве черные дыры не могут быть просто сверхплотными объектами? Они все еще могут быть черными (цвет черный никогда не требует особой физики, в конце концов) и иметь действительно сильное гравитационное поле. Если мы подозреваем, что он на самом деле поглощает свет из-за своей силы тяжести, то возможно, что существует сила тяжести, достаточно сильная, чтобы захватывать свет, не позволяя излучаться, когда материя падает в этот объект.

Мне просто трудно принять, что все может существовать с бесконечно большим свойством, поскольку это привело бы к бесконечно большой массе, приводящей к бесконечно большим силам ... что просто уничтожило бы вселенную бесконечно быстро, не так ли? Поэтому я думаю, что сверхмассивный объект также может быть плохим, не будучи особенным.

Этот ответ в некоторой степени основан на мнении. Я разделяю ваш скептицизм по поводу существования строгих математических особенностей, как предсказывает Общая теория относительности. Это происходит главным образом потому, что предположение о строгой сингулярности игнорирует квантовую теорию. Одним из подходов к преодолению сингулярности является Gravastar . Связана звезда Планка . Оба подхода пытаются преодолеть парадоксы, связанные с единственностью. Полный ответ может быть в конечном итоге обеспечен еще не определенной квантовой гравитацией .

Еще одна сложность для «настоящих» черных дыр - вращение. Ожидается, что решение Шварцшильда не произойдет в реальных черных дырах.

Вместо этого решение Керра (или может быть метрикой Керра-Ньюмана ) приблизится к реальным астрономическим объектам, следовательно, включая по крайней мере вращение, и может представлять собой некоторый остаточный электрический заряд.

Частица без массы, движущаяся со скоростью света, приводит к неопределенной энергии в соответствии со специальной относительностью. Природа открывает физику, посвященную безмассовым частицам, позволяя им брать любую энергию, чтобы разрешить этот неопределенный диапазон. Подобным образом природа может открыть новый вид физики внутри черных дыр, чтобы разрешить парадокс между общей теорией относительности и квантовой теорией.

Что такое особенность?

Сингулярность - это точка во вселенной, где материя бесконечно плотна. Сингулярность находится в центре черной дыры и часто скрывается за горизонтом событий. Таким образом, сингулярность - это точка в пространстве, где большое количество материи сжимается в очень маленьком пространстве. Когда у вас есть сингулярность, материя не уходит в бесконечность. Плотность - это то, что уходит в бесконечность. Плотность и материя - это разные вещи.

Сингулярность часто создается в результате взрыва сверхновой. Сверхновая звезда - это то место, где звезда возникает, когда в центре звезды (в конце ее жизни) находится так много вещества, что звезда не может поддерживать свою собственную гравитационную силу, и она падает на себя и взрывается.

Второй способ, которым может возникнуть сверхновая, - это двойная звездная система - где, если есть белый карлик , он крадет вещество у другой звезды и в конечном итоге накапливает так много вещества, что взрывается.

Особенность вызвана большими звездами, а не маленькими. Маленькие звезды, которые взрываются в сверхновой, создают нечто, называемое нейтронными звездами.

Так что же такое черная дыра?

Черная дыра - это область в пространстве с гравитационным полем, настолько сильная, что даже свет не может вырваться. Черные дыры не имеют черного цвета, они не имеют цвета, потому что мы не видим никакого света, возвращающегося от них. Так что нет, свет не поглощается. Черные дыры также могут в конечном итоге рассеиваться из-за механизма, называемого излучением Хокинга

Существует несколько типов черных дыр, в том числе:

• Сверхмассивные черные дыры (часто встречающиеся в центре галактик)

• Звездные черные дыры

• Изначальные черные дыры

• Вращающаяся (Керр) черная дыра

Наконец, в черной дыре есть 3 основных области.

Эта диаграмма может показать нам много вещей, например, как черные дыры не имеют гравитационного притяжения, которое распространяется по всей вселенной.

В заключение отметим, что с помощью радиуса Шварцшильда мы можем отработать область, куда не может выйти даже свет . Как вы сказали, этот ответ не должен включать относительность, я не буду включать и математику. Вкратце, радиус Шварцшильда - это место, где горизонт событий находится в черной дыре.

Резюме

Извините за неуклюжий длинный ответ, у меня возникли проблемы с пониманием того, что вы не поняли, и я подумал, что если бы я объяснил необычность, то я наверняка помогу вам, извините, если я только что сказал то, что вы уже знаете. Я предоставил несколько ссылок на Википедию, если вы хотите взглянуть на некоторые термины, которые я оставил курсивом. Вы также можете посмотреть на термодинамику черной дыры

• Радиус Шварцшильда
• эРГОСФЕРА
• Излучение Хокинга
• белый Гном
• Термодинамика черной дыры

Я думаю, вы исходите из того, что существует какой-то способ стабилизации чрезвычайно плотного объекта внутри горизонта событий черной дыры. В классической теории общей теории относительности сингулярность неизбежна. Оказавшись внутри горизонта событий, объект вынужден двигаться к сингулярности за конечное время и достигать ее так же, как вы вынуждены двигаться вперед во времени, нравится вам это или нет.

Поэтому в классической ОТО невозможно иметь нечто , похожее на черную дыру и имеющее горизонт событий, но не образующее какую-то особенность. Однако мы знаем, что классическая ОТО должна разрушаться в чрезвычайно малых (квантовых) масштабах, поэтому вполне возможно, что что- то случится, чтобы предотвратить особенности в квантовой теории гравитации.

Таким образом, можно совершенно свободно изобрести версию Общей теории относительности, которая допускает какое-то исключение сингулярности. Но есть (как минимум) два требования. (1) Это должно объяснить все другие вещи, которые классическая ОТО объясняет на отлично. (2) Это должно иметь наблюдаемые последствия за пределами горизонта событий, потому что в противном случае это бессмысленное наблюдение за пупком (ИМО).

NB: Червоточины и тому подобное могут быть возможны в (классической ОТО) вращающихся черных дырах, но мое ограниченное понимание состоит в том, что они образуются, несмотря на особенность (которая больше не является точкой). Другими словами, сингулярность все еще существует, но материя не неизбежно заканчивается в ней (но уходит куда-то еще!)

То, что вы написали о бесконечной массе, бесконечной силе и т. Д., Просто неправильно. Масса черной дыры четко определена, как и ее гравитационные эффекты. Конечная масса все еще возникает из взятия интеграла бесконечной плотности по нулевому объему.

Обычно сингулярность описывается как точка бесконечной плотности, но на самом деле они являются более общими, чем это: они являются своего рода патологическим поведением в метрике пространства-времени. Являются ли особенности фактическими физическими явлениями или они просто демонстрируют точку, в которой теория (в данном случае общая теория относительности) больше не может описывать природу, является предметом споров.

Теорема Пенроуза о сингулярности демонстрирует, что при определенном наборе очень разумных допущений, что гравитационный коллапс объекта, подобного звезде, неизбежно приводит к сингулярности. Обратите внимание, что доказательством является геодезическая неполнота (то есть временные линии какого-либо свободно падающего объекта внезапно заканчиваются). Это не (обязательно) то же самое, что очевидные особенности кривизны «бесконечной плотности», которые встречаются в идеализированных решениях черных дыр, таких как метрика Шварцшильда.

Есть много хороших ответов на этот вопрос на физическом уровне, но я не вижу, чтобы этот адрес был адресован, поэтому я дам краткий ответ.

Мне просто трудно принять, что все может существовать с бесконечно большим свойством, поскольку это привело бы к бесконечно большой массе, приводящей к бесконечно большим силам ... что просто уничтожило бы вселенную бесконечно быстро, не так ли?

Если у черных дыр есть бесконечности, что возможно только в том случае, если они имеют особенность, то эти бесконечности, по определению, бесконечны малы и не бесконечны на любом расстоянии, даже на расстоянии атома. Так что «уничтожьте вселенную бесконечными силами», конечно, если вселенная была меньше атома или, может быть, внутри горизонта событий, где она ничего не могла сделать, кроме падения к сингулярности, но на любом безопасном и разумном расстоянии, черном дыры не опасны и не представляют угрозы для вселенной.

Так что я думаю, что сверхмассивный объект также может быть плохим, не будучи особенным

а также

Гравастары на помощь! Как раз то, что мне было нужно. Наконец, некоторые теоретики, которым не по душе бесконечно неприятные объекты, населяющие нашу вселенную!

Хорошо для начала, законы физики такие, какие они есть, и им все равно, что мы думаем. Что касается «неприятных» вещей, это в глазах смотрящего.

2000 лет назад "адский огонь" был замечен магой, выходящей из случайного вулкана, и ад был внутри земли. Сегодня внутренняя часть Земли генерирует магнитное поле, которое защищает нас и дает нам тектонику плит, которая действительно полезна для планет, несущих жизнь. Внутренняя часть Земли не изменилась, но наше восприятие этого сильно изменилось. Теперь мы любим внутреннюю часть Земли, но 2000 лет назад люди боялись этого.

100 лет назад все думали, что Вселенная - это Млечный путь, а 80 лет назад они думали, что Вселенная вечна, пока этот паршивый Хаббл не предположил, что Вселенная имеет начало и, ну, в общем, так много для вечных вещей. Если бы Хаббл сказал, что 300 лет назад он был бы сожжен на костре, нет никаких сомнений, с табличкой с надписью «богохульник»

Это проблема с точки зрения. Это не полная картина. Черные дыры делают великого "человека буги-вуги", как то, что съедает все и не может быть сброшено, но это только часть общей картины.

Сам Эйнштейн счел чёрные дыры неприятной идеей (он тоже не слишком увлекался квантовой механикой), поэтому Эйнштейн представил, что во Вселенной есть какой-то физический закон, который препятствует образованию чёрных дыр, и это может даже иметь место, но, честно говоря, насколько отличается будет ли он медленно раздавлен вокруг горизонта событий в течение вечности против быстро раздавлен в сингулярности или тому, что происходит в центре. С определенной точки зрения это одно и то же.

Некоторые теории дошли до того, что черные дыры - это волшебные места с целыми детскими вселенными внутри . Я считаю, что более творческое мышление, чем наука, но правда в том, что то, что происходит внутри горизонта событий, остается внутри горизонта событий, и никто не знает.

По черным дырам вообще :

Они очень полезны. Образование черных дыр, гравитационный коллапс и отскок от коллапса создает и распределяет тяжелые элементы по всей галактике, а в коллапсе, который создает черную дыру или Нейтронную звезду, вырывается что-то вроде 90% вещества звезды. При переработке, если хотите, обратно в галактику и только 10% или около того образует разрушенное ядро.

Вы можете думать о черной дыре как о неприятном маленьком остатке смерти звезды, но я нахожу тот факт, что большие звезды перерабатывают и распределяют так много своей материи по всей галактике, что они очень крутые. Сверхмассивные черные дыры также помогают в формировании галактик, поэтому простая истина в том, что черные дыры очень полезны, даже если вы не хотите пересекать пути с одной из них.

Теперь о том, что происходит внутри черной дыры, уже есть несколько хороших ответов на это, и я не хочу делать это слишком долго, тем более что я непрофессионал, но я нахожу предположение об этом экзотическом регионе внутри горизонта событий, чтобы очень весело думать.

Я лично не верю в особенности. Я (ДУМАЮ), что волновая и полевая природа квантовой механики и тот факт, что пустое пространство обладает свойствами, которые, например, пары античастиц частиц, могут образовываться по существу из ничего (что делает возможным хокинг-излучение), я думаю, какое-то экзотическое пространство никогда не бывает полной сингулярности.

Я не думаю, что внутри черной дыры есть то, что можно назвать физическим материалом. Я думаю, что вещи будут вести себя иначе, чем экзотическая природа протона или электрона, а не физическая природа поверхности, но это только мои мысли по этому вопросу. Без квантовой теории гравитации это немного похоже на то, как слепые смотрят на карту. Никто не знает. (слишком долго?)

Я считаю, что черные дыры являются особенностями в том смысле, что материя в них не определена, чтобы иметь какое-либо значимое местоположение или известные скорости. Я не думаю, что это означает особенность в смысле нулевого радиуса.