Sfuggire a un buco nero


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Sento spesso che nulla può sfuggire a un buco nero perché la sua "velocità di fuga" è maggiore di c . Se questo è accurato, che dire di quanto segue. So che quanto segue ha molte ipotesi molto probabilmente impossibili, ma sto cercando di capire se la spiegazione della velocità di fuga ha senso.

Supponiamo di avere una specie di nave spaziale che si trova all'interno dell'orizzonte degli eventi e che non è stata distrutta dalla gravità o dalle forze di marea. Supponi anche di avere molta massa di reazione e un fantastico alimentatore.

Questa nave spaziale potrebbe, attraverso l'applicazione di una forza abbastanza costante, sfuggire all'orizzonte degli eventi?

Risposte:


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Uno dei modi più chiari per vedere cosa sta succedendo è guardare un diagramma di Penrose di un buco nero di Schwarzschild. Un diagramma di Penrose è come una mappa dello spaziotempo disegnata in modo tale da preservare gli angoli e mettere i raggi di luce in diagonale ad angoli di , formando i coni di luce.45

Dato che stiamo mappando tutto uno spazio infinito (tempo) in un disegno finito, le distanze sono necessariamente distorte, ma è un piccolo prezzo da pagare.

Diagramma causale di Schwarzschild, originale di Andrew Hamilton

Il tempo passa sul diagramma e una tipica traiettoria di caduta è in blu.

Poiché ogni oggetto massiccio deve essere localmente più lento della luce, deve rimanere all'interno di quei coni di luce. Quindi, non importa come si accelera, in ogni punto della vostra traiettoria si deve andare in una direzione che i soggiorni all'interno di quei diagonali in quel punto. Ma una volta che sei dentro l'orizzonte, ogni direzione che rimane all'interno dei coni di luce porta alla singolarità.45

Accelerare in questo modo o questo significa solo che puoi scegliere dove colpire la singolarità - un po 'a sinistra sul diagramma o un po' a destra. Cercando di fuggire utilizzando ad alta accelerazione che si avvicina a quello del luce linee, che a causa della dilatazione dei tempi effettivamente abbreviare la durata della vita. In realtà arriverete alla singolarità prima se lottate in quel modo.45

Questa particolare immagine è venuta dal Prof. Andrew Hamilton . Si noti che raffigura un eterno buco nero di Schwarzschild, cioè uno che ha sempre e esisterà. Un vero buco nero è formato dal collasso stellare e alla fine evaporerà, quindi il suo diagramma sarà leggermente diverso (in particolare, non ci sarà un "antihorizon"). Tuttavia, sotto tutti gli aspetti rilevanti qui, è la stessa situazione.


Potresti approfondire come è "la stessa situazione" nonostante l'evidente evaporazione del buco nero, dato che la singolarità stessa sembra effettivamente risiedere in un tempo infinito in futuro, secondo il diagramma? (o almeno secondo un'interpretazione comprensibile, sebbene potenzialmente ingenua, del diagramma)
mtraceur,

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Questa è più una domanda di fisica che di astronomia, ma comunque pensala in questo modo (la maggior parte di ciò che dico richiede una verifica poiché non sono qualificato per dare una risposta corretta al 100% nei dettagli): la luce non può sfuggire a un buco nero e nessun sistema di propulsione può accelerare un oggetto alla velocità della luce. Più vai veloce, più pesi, più forza devi inserire per mantenere l'accelerazione, più energia sprechi nel tempo. Se disegnato su un grafico, l'energia richiesta per aumentare la velocità di dX quando alla velocità X, il grafico ha un asintoto alla velocità della luce. Ciò significa che non lo raggiungerà, non importa quanta energia viene immessa.

Dai un'occhiata a LHC, dove gli adroni vengono accelerati a un punto tale quando non viene più misurata la loro velocità, perché non cambia quasi nulla, ma piuttosto l'energia delle particelle, che aumenta molto quando si avvicina alla velocità della luce. Questo ti darà una prospettiva su quanto sia irraggiungibile.

Quindi, se non riesci ad accelerare alla velocità della luce, allora, come la luce, sei intrappolato all'interno dell'orizzonte degli eventi.

Inoltre, AFAIK, la luce non esce non perché i fotoni hanno peso, ma perché il tempo si ferma. Quindi la luce non viaggia, non succede nulla perché non c'è tempo.

Ancora una volta, non sono qualificato. Mi piace solo leggere queste cose.


La mia domanda ruota attorno alla mia comprensione che una velocità di fuga è una velocità iniziale, che senza alcuna accelerazione aggiuntiva è sufficiente per sfuggire all'attrazione gravitazionale di un pianeta. Quindi, per esempio, se avessimo una fonte di energia e una massa di reazione abbastanza buone, dovremmo essere in grado di allontanarci arbitrariamente dalla terra, muovendoci a una velocità lenta costante. Di conseguenza, potrebbe funzionare con un buco nero o c'è qualcosa nella curvatura dello spazio che rende impossibile la fuga.
Mitchell Kaplan,

Come ho spiegato, non puoi nemmeno raggiungere la velocità della luce e nemmeno la luce può sfuggire. Non c'è niente che potresti fare per raggiungere la velocità della luce. Hai bisogno di una quantità infinita di energia per farlo, il che significa in altre parole che è impossibile. Inoltre, il movimento è descritto come un cambiamento di posizione in un limite di tempo ed è definito dalla velocità (t ^ -1), dall'accelerazione (t ^ -2) e dalle equazioni di livello superiore (t ^ -n), che dipendono tutti da tempo (t). Ben oltre l'orizzonte degli eventi non c'è tempo, quindi il "movimento" non ha alcun senso come concetto.
AlexanderMP,

Hmm, i fotoni seguono la geodetica nulla dello spazio-tempo. Perché dici che il tempo si ferma? Inoltre, cosa intendi con questo? Intendi il tempo visto da un osservatore al di fuori dell'orizzonte degli eventi o intendi il tempo di coordinazione locale di qualcuno che è caduto. Penso che parte della tua risposta debba essere omessa.
astromax,

Non c'è molto che sia rilevante per la domanda qui. I buchi neri sono un fenomeno relativistico generale.
Rob Jeffries,

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Anche se sono parzialmente d'accordo con @Alexander qui ci sono alcune altre cose.

Secondo la teoria della relatività speciale di Einstein , le particelle non possono viaggiare alla velocità della luce (c). Ci vorrebbe energia infinita come sopra indicato. Tuttavia, la teoria speciale della relatività afferma che un oggetto può viaggiare più lentamente o più velocemente della velocità della luce ma non alla velocità di c. Potremmo riferirci agli oggetti che viaggiano più velocemente della velocità della luce come tachioni . Ci sono oggetti celesti che sono accelerati più velocemente della velocità della luce.

Una cosa comune che tutti dicono è che nulla può sfuggire a un buco nero. Ma è totalmente sbagliato . I buchi neri emettono particelle e radiazioni chiamate radiazioni Hawking . Anche Stephen Hawking ha cambiato idea sui buchi neri poiché il concetto generale che i buchi neri assorbano tutto può essere smentito dalle teorie della meccanica quantistica.

Quindi, se esiste la possibilità che possiamo davvero sfuggire a un buco nero.

Al CERN, i rapporti dicono che particelle subatomiche spettrali chiamate neutrini sono state osservate per viaggiare più velocemente della luce. Le ricerche stanno ancora cercando di confermarlo.

C'è anche un'altra possibile teoria esistente intorno alla comunità scientifica è il concetto di wormhole. Se una nave stesse cercando di sfuggire a un buco nero, aprire una buca per sfuggire al buco nero e raggiungere un altro punto è una teoria proposta.

Ci sono anche ricerche che affermano che gli oggetti sono emanati dal buco nero .


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Penso che abbiano scoperto un errore sperimentale al CERN, qualcosa sulla tempistica dei 2 orologi. Quindi non pensano più che i neutrini possano aver viaggiato più velocemente della luce. Penso che le cose che emanano dai buchi neri siano 1/2 delle coppie virtuali di particelle che appaiono spontaneamente nello spazio vuoto, quando una particolare coppia appare proprio fuori dall'orizzonte degli eventi. Mi chiedo se è necessario spostarsi in qualsiasi punto vicino a c per sfuggire a un buco nero finché si può applicare l'accelerazione continua. Il commento di AlexanderMP sul "tempo" potrebbe essere la mia risposta. Ma mi chiedo anche la curvatura.
Mitchell Kaplan,

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Sebbene i neutrini siano stati smentiti, il concetto di tachioni esiste ancora. Una cosa è certa che non esiste alcun elemento sulla terra per costruire una nave che possa sfuggire a un buco nero anche se fossimo in grado di sfruttare l'energia per farlo. @MitchellKaplan I risultati finali furono che la velocità del neutrino era uguale alla luce . Il margine di errore era di 15 ns.
Mahe,

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Anche il tuo commento su nulla che sfugge a un buco nero è fuorviante - vedi la risposta di @ Dilaton ad esso. Si dice che i buchi neri evaporino, ma ciò non significa che le cose che stavano entrando stiano uscendo (vedi Hawking Radiation - en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation ).
astromax,

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C'è così tanto di sbagliato nella risposta, non so nemmeno da dove cominciare. Per favore, non fare congetture, questa è scienza, non un gioco d'ipotesi da parte di un laico.
Florin Andrei,

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Anche l'articolo TIME è del tutto inutile. La domanda originale era relativa alla fuga dall'interno del buco nero, non dall'esterno. E l'errore relativo alle radiazioni Hawking. . . oy.
HDE 226868
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