Thoát khỏi một lỗ đen

Tôi thường nghe rằng không có gì có thể thoát khỏi lỗ đen vì đó là "vận tốc thoát" lớn hơn c . Nếu đó là chính xác, những gì về sau đây. Tôi biết rằng những điều sau đây có rất nhiều giả định không thể xảy ra, nhưng tôi đang cố gắng hiểu liệu giải thích vận tốc thoát có hợp lý hay không.

Giả sử bạn đã có một số loại tàu không gian nằm trong chân trời sự kiện và nó đã không bị phá hủy bởi lực hấp dẫn hoặc thủy triều. Cũng giả sử rằng bạn đã có rất nhiều khối phản ứng và nguồn cung cấp năng lượng tuyệt vời.

Liệu con tàu không gian này, thông qua việc áp dụng đủ lực liên tục thoát khỏi chân trời sự kiện?

Một trong những cách rõ ràng nhất để xem những gì đang diễn ra là nhìn vào sơ đồ Penrose của lỗ đen Schwarzschild. Biểu đồ Penrose giống như một bản đồ của không thời gian được vẽ theo cách để bảo toàn các góc và đặt các tia sáng theo đường chéo ở , tạo thành các hình nón.$45^\circ$

Vì chúng ta ánh xạ tất cả không gian vô hạn (thời gian) vào một bản vẽ hữu hạn, khoảng cách nhất thiết phải bị bóp méo, nhưng đó là một cái giá nhỏ phải trả.

Thời gian đi lên trên sơ đồ, và một quỹ đạo không điển hình có màu xanh lam.

Bởi vì mọi vật thể lớn phải chậm cục bộ hơn ánh sáng, nó phải ở trong những hình nón ánh sáng đó. Do đó, cho dù bạn tăng tốc như thế nào, tại mọi điểm trên quỹ đạo của bạn, bạn phải đi theo hướng nằm trong đường chéo đó tại điểm đó. Nhưng một khi bạn ở trong đường chân trời, mọi hướng nằm trong hình nón ánh sáng đều dẫn đến sự kỳ dị.$45^\circ$

Tăng tốc theo cách này hoặc điều đó chỉ có nghĩa là bạn có thể chọn nơi bạn chạm vào điểm kỳ dị - một chút ở bên trái trên sơ đồ hoặc một chút ở bên phải. Cố gắng trốn thoát bằng cách sử dụng gia tốc cao sẽ đưa bạn đến gần hơn với các đường của ánh sáng , điều này vì sự giãn nở thời gian sẽ thực sự rút ngắn tuổi thọ của bạn. Bạn sẽ thực sự đến điểm kỳ dị sớm hơn nếu bạn đấu tranh theo cách đó.$45^\circ$

Hình ảnh đặc biệt này đến từ Giáo sư Andrew Hamilton . Lưu ý rằng nó hình ảnh một lỗ đen Schwarzschild vĩnh cửu , tức là một lỗ luôn luôn tồn tại. Một lỗ đen thực sự được hình thành do sự sụp đổ của sao và cuối cùng sẽ bốc hơi, do đó sơ đồ của nó sẽ hơi khác một chút (đặc biệt, sẽ không có "antihorizon"). Tuy nhiên, trong tất cả các khía cạnh liên quan ở đây, đó là tình huống tương tự.

Đây là một câu hỏi vật lý nhiều hơn là thiên văn học, nhưng tuy nhiên, hãy nghĩ về nó theo cách này (hầu hết những gì tôi nói yêu cầu xác minh vì tôi không đủ điều kiện để đưa ra câu trả lời chính xác 100%): Ánh sáng không thể thoát khỏi lỗ đen và không có hệ thống đẩy nào có thể tăng tốc một vật tới tốc độ ánh sáng. Bạn càng đi nhanh, bạn càng nặng, bạn càng phải nhập nhiều lực để duy trì gia tốc, bạn càng lãng phí năng lượng theo thời gian. Nếu được vẽ trên biểu đồ, năng lượng cần thiết để tăng tốc độ bằng dX khi ở tốc độ X, biểu đồ có một tiệm cận ở tốc độ ánh sáng. Có nghĩa là nó sẽ không đạt được cho dù đầu vào có bao nhiêu năng lượng.

Hãy xem LHC, nơi các hadron được gia tốc đến mức như vậy khi không đo được tốc độ của chúng nữa, bởi vì nó hầu như không thay đổi, mà là năng lượng của các hạt, tăng rất nhiều khi tiếp cận tốc độ ánh sáng. Điều này sẽ cung cấp cho bạn quan điểm về cách nó không thể truy cập được.

Vì vậy, nếu bạn không thể tăng tốc đến tốc độ ánh sáng thì bạn, giống như ánh sáng, bị mắc kẹt bên trong chân trời sự kiện.

Ngoài ra, AFAIK, ánh sáng không thoát ra không phải vì photon có trọng lượng, mà vì thời gian dừng lại. Vì vậy, ánh sáng không đi du lịch, không có gì xảy ra vì không có thời gian.

Một lần nữa, tôi không đủ điều kiện. Tôi chỉ thích đọc về những thứ này.

Mặc dù tôi đồng ý một phần với @Alexander, đây là một vài điều nữa.

Theo thuyết tương đối đặc biệt của Einstein , các hạt không thể di chuyển với tốc độ ánh sáng (c). Nó sẽ mất năng lượng vô hạn như đã nêu ở trên. Tuy nhiên, lý thuyết tương đối đặc biệt nói rằng một vật thể có thể di chuyển chậm hơn hoặc nhanh hơn tốc độ ánh sáng nhưng không phải ở tốc độ của c. Chúng ta có thể đề cập đến các vật thể di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng là tachyons . Có những thiên thể được gia tốc nhanh hơn tốc độ ánh sáng.

Một điều phổ biến mà mọi người đều nói là không có gì có thể thoát khỏi lỗ đen. Nhưng nó hoàn toàn sai . Hố đen phát ra các hạt và bức xạ gọi là bức xạ Hawking . Ngay cả diều hâu đã thay đổi suy nghĩ của mình về hố đen vì khái niệm chung rằng hố đen hấp thụ mọi thứ có thể bị bác bỏ bởi các lý thuyết cơ học lượng tử.

Vì vậy, nếu có một khả năng chúng ta thực sự có thể thoát khỏi một lỗ đen.

Tại CERN, các báo cáo nói rằng các hạt hạ nguyên tử ma quái được gọi là neutrino đã được quan sát thấy di chuyển nhanh hơn ánh sáng. Các nghiên cứu vẫn đang cố gắng xác nhận nó.

Ngoài ra còn có một lý thuyết khả thi khác tồn tại xung quanh cộng đồng khoa học là khái niệm về lỗ sâu đục. Nếu một con tàu đang cố thoát khỏi hố đen, thì việc mở một lỗ sâu để thoát khỏi hố đen và đến một điểm khác là một lý thuyết được đề xuất.

Cũng có những nghiên cứu nói rằng các vật thể được phát ra từ hố đen .