Là lỗ đen thực sự kỳ dị?

Không thể lỗ đen chỉ là những vật thể siêu dày đặc? Chúng vẫn có thể là màu đen (rốt cuộc, có màu đen không bao giờ thực sự cần đến vật lý đặc biệt) và có trường hấp dẫn thực sự mạnh. Nếu chúng ta nghi ngờ rằng nó thực sự hấp thụ ánh sáng do trọng lực của nó thì có thể có lực hấp dẫn đủ mạnh để thu ánh sáng, không để bất kỳ bức xạ nào phát ra khi vật chất rơi vào vật thể này.

Tôi chỉ gặp khó khăn khi chấp nhận rằng bất cứ điều gì có thể tồn tại với một tài sản vô cùng lớn vì nó sẽ dẫn đến khối lượng vô hạn lớn dẫn đến lực lượng vô cùng lớn ... điều đó sẽ phá hủy vũ trụ vô cùng nhanh chóng, phải không? Vì vậy, tôi nghĩ rằng một đối tượng siêu lớn cũng có thể là một kẻ xấu mà không cần phải là một điểm kỳ dị.

Câu trả lời này là một số mức độ dựa trên ý kiến. Tôi chia sẻ sự hoài nghi của bạn về sự tồn tại của các điểm kỳ dị toán học nghiêm ngặt như Thuyết tương đối rộng sẽ dự đoán. Điều này là chủ yếu, bởi vì giả định của một người độc thân nghiêm ngặt bỏ qua lý thuyết lượng tử. Một cách tiếp cận để khắc phục điểm kỳ dị là Gravastar . Liên quan là một ngôi sao Planck . Cả hai cách tiếp cận đều cố gắng vượt qua những nghịch lý gần với sự đơn độc. Một câu trả lời đầy đủ cuối cùng có thể được cung cấp bởi một lực hấp dẫn lượng tử vẫn được xác định .

Một khó khăn khác đối với các lỗ đen "thực sự" là xoay vòng. Các giải pháp Schwarzschild không phải là để được dự kiến sẽ xảy ra trong lỗ đen thực tế.

Thay vào đó, một giải pháp Kerr (hoặc có thể là số liệu Kerr-Newman ) sẽ tiến gần hơn với các vật thể thiên văn thực sự, do đó bao gồm ít nhất là xoay và có thể là một số điện tích còn lại.

Một hạt không khối lượng di chuyển với tốc độ ánh sáng dẫn đến một năng lượng không xác định theo Thuyết tương đối đặc biệt. Thiên nhiên mở ra một vật lý dành riêng cho các hạt không khối lượng bằng cách cho phép chúng lấy bất kỳ năng lượng nào để giải quyết phạm vi không xác định này. Theo cách tương tự, tự nhiên có thể mở ra một loại vật lý mới bên trong các lỗ đen để giải quyết nghịch lý giữa Thuyết tương đối rộng và thuyết lượng tử.

Điểm kỳ dị là gì?

Điểm kỳ dị là một điểm trong vũ trụ nơi vật chất vô cùng dày đặc. Điểm kỳ dị nằm ở trung tâm của lỗ đen và thường ẩn sau một chân trời sự kiện. Về cơ bản, điểm kỳ dị là một điểm trong không gian nơi có rất nhiều vật chất được nén lại với nhau trong một không gian rất nhỏ. Khi bạn có một vấn đề kỳ dị không đi đến vô tận. Mật độ là những gì đi đến vô cùng. Mật độ và vật chất là những thứ khác nhau.

Một điểm kỳ dị thường được tạo ra trong vụ nổ siêu tân tinh. Siêu tân tinh là nơi một ngôi sao được tạo ra khi có quá nhiều vật chất ở trung tâm của một ngôi sao (ở cuối vòng đời của nó) đến nỗi ngôi sao không thể tự chống lại lực hấp dẫn của chính nó, và nó tự sụp đổ và phát nổ.

Cách thứ hai siêu tân tinh có thể xảy ra là trong một hệ sao nhị phân - trong đó nếu có sao lùn trắng , nó đánh cắp vật chất từ ​​ngôi sao kia và cuối cùng nó tích lũy quá nhiều vật chất khiến nó phát nổ.

Một điểm kỳ dị được gây ra bởi những ngôi sao lớn chứ không phải những ngôi sao nhỏ. Những ngôi sao nhỏ phát nổ trong siêu tân tinh tạo ra một thứ gọi là sao neutron.

Vậy lỗ đen là gì?

Lỗ đen là một khu vực trong không gian có trường hấp dẫn mạnh đến nỗi ánh sáng không thể thoát ra. Các lỗ đen không có màu đen, chúng không có màu vì chúng ta không thể thấy bất kỳ ánh sáng nào quay lại từ chúng. Vì vậy, không, ánh sáng không được hấp thụ. Các lỗ đen cuối cùng cũng có thể tiêu tan, do một cơ chế gọi là Bức xạ Hawking

Có nhiều loại lỗ đen bao gồm:

• Lỗ đen siêu lớn (thường được tìm thấy ở trung tâm của các thiên hà)

• Lỗ đen sao

• Lỗ đen nguyên thủy

• Lỗ đen xoay (Kerr)

Cuối cùng, có 3 khu vực chính bên trong một lỗ đen.

Sơ đồ này có thể cho chúng ta thấy nhiều điều, ví dụ, làm thế nào các lỗ đen không có lực hấp dẫn đi ngang qua toàn vũ trụ.

Ở một lưu ý cuối cùng, chúng ta có thể tìm ra khu vực mà ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra bằng cách sử dụng bán kính Schwarzschild . Như bạn đã nói câu trả lời này không nên bao gồm tính tương đối, tôi cũng sẽ không bao gồm bất kỳ phép toán nào. Tóm lại, bán kính Schwarzschild là nơi chân trời sự kiện nằm trong một lỗ đen.

Tóm lược

Xin lỗi vì đã cung cấp một câu trả lời dài ngượng ngùng, tôi gặp khó khăn trong việc hiểu những gì bạn không hiểu và tôi nghĩ rằng nếu tôi giải thích một điểm kỳ dị - thì tôi chắc chắn sẽ giúp bạn, xin lỗi nếu tôi vừa nói những điều bạn đã biết. Tôi đã cung cấp một số liên kết Wikipedia nếu bạn muốn xem một số thuật ngữ tôi để lại in nghiêng. Bạn cũng có thể muốn xem xét nhiệt động lực học lỗ đen

• Bán kính Schwarzschild
• Không gian
• Bức xạ Hawking
• Sao lùn trắng
• Nhiệt động lực học lỗ đen

Tôi nghĩ rằng bạn đang bắt đầu từ tiền đề rằng có một số cách để ổn định một vật thể cực kỳ dày đặc bên trong chân trời sự kiện của một lỗ đen. Trong lý thuyết cổ điển của Thuyết tương đối rộng, tính đơn nhất là không thể tránh khỏi. Khi ở trong một chân trời sự kiện, một vật thể buộc phải di chuyển về phía trước và chạm tới, điểm kỳ dị trong một thời gian hữu hạn, giống như cách bạn buộc phải tiến lên theo thời gian dù bạn có thích hay không.

Do đó, không thể có một cái gì đó trong GR cổ điển trông giống như một lỗ đen và có một chân trời sự kiện, nhưng nó không tạo thành một số điểm kỳ dị. Tuy nhiên, chúng ta biết rằng GR cổ điển phải phá vỡ ở quy mô cực nhỏ (lượng tử) nên hoàn toàn có thể xảy ra điều gì đó để ngăn chặn sự kỳ dị trong một lý thuyết hấp dẫn lượng tử.

Vì vậy, người ta hoàn toàn tự do phát minh ra một phiên bản của Thuyết tương đối rộng cho phép tránh một số điểm kỳ dị. Nhưng có (ít nhất) hai yêu cầu. (1) Nó sẽ giải thích tất cả những điều khác mà GR cổ điển giải thích hoàn toàn tốt. (2) Nó sẽ có những hậu quả có thể quan sát được bên ngoài chân trời sự kiện, bởi vì nếu không thì đó là cái nhìn vô nghĩa (IMO).

Lưu ý: Wormholes và tương tự như vậy có thể có trong các lỗ đen xoay (GR cổ điển), nhưng hiểu biết hạn chế của tôi là những hình thức này mặc dù có điểm kỳ dị (không còn là một điểm). Nói cách khác, điểm kỳ dị vẫn còn đó, nhưng vật chất không chắc chắn sẽ kết thúc trong đó (mà đi đến một nơi khác!)

Những thứ bạn đã viết về khối lượng vô hạn, lực vô hạn, vv chỉ là sai. Khối lượng của một lỗ đen được xác định rõ là các hiệu ứng hấp dẫn của nó. Một khối lượng hữu hạn vẫn phát sinh từ việc lấy tích phân của mật độ vô hạn trên thể tích bằng không.

Người ta thường mô tả một điểm kỳ dị là một điểm có mật độ vô hạn, nhưng thực sự chúng còn chung chung hơn thế: chúng là một loại hành vi bệnh lý trong chỉ số không thời gian. Cho dù điểm kỳ dị là hiện tượng vật lý thực tế hay chúng chỉ chứng minh điểm mà tại đó một lý thuyết (trong trường hợp này là thuyết tương đối rộng) không thể mô tả bản chất là vấn đề tranh luận.

Định lý số ít của Penrose chứng minh rằng theo một số giả định rất hợp lý nhất định rằng sự sụp đổ lực hấp dẫn của một vật thể như một ngôi sao chắc chắn sẽ dẫn đến một điểm kỳ dị. Lưu ý mặc dù bằng chứng là không hoàn chỉnh trắc địa (tức là dòng thời gian của một số vật thể rơi tự do kết thúc đột ngột). Điều này không (nhất thiết) giống như các điểm kỳ dị cong 'mật độ vô hạn' rõ ràng xảy ra trong các giải pháp lỗ đen lý tưởng hóa như số liệu Schwarzschild.

Có nhiều câu trả lời hay cho vấn đề này ở cấp độ vật lý, nhưng tôi không thấy câu trả lời này được giải quyết, vì vậy tôi sẽ đưa ra câu trả lời ngắn gọn.

Tôi chỉ gặp khó khăn khi chấp nhận rằng bất cứ điều gì có thể tồn tại với một tài sản vô cùng lớn vì nó sẽ dẫn đến khối lượng vô hạn lớn dẫn đến lực lượng vô cùng lớn ... điều đó sẽ phá hủy vũ trụ vô cùng nhanh chóng, phải không?

Nếu các lỗ đen có vô cực, điều này chỉ có thể xảy ra nếu chúng có một điểm kỳ dị, thì theo định nghĩa, các lỗ hổng đó là vô cùng nhỏ và không vô hạn từ bất kỳ khoảng cách nào, thậm chí là một phần của khoảng cách nguyên tử. Vì vậy, "hủy diệt vũ trụ bằng lực vô hạn", chắc chắn, nếu vũ trụ nhỏ hơn một nguyên tử, hoặc có thể, bên trong chân trời sự kiện, nơi nó không thể làm gì ngoài việc rơi vào điểm kỳ dị, nhưng ở bất kỳ khoảng cách an toàn và hợp lý nào, màu đen lỗ hổng không nguy hiểm và không phải là mối đe dọa đối với vũ trụ.

Vì vậy, tôi nghĩ rằng một đối tượng siêu lớn cũng có thể là một kẻ xấu mà không cần phải là một điểm kỳ dị

và

Gravastars để giải cứu! Đúng thứ tôi cần. Cuối cùng, một số nhà lý thuyết không thoải mái với những vật thể vô cùng khó chịu cư trú trong vũ trụ của chúng ta!

Đối với người mới bắt đầu, các định luật vật lý là những gì họ đang có, và họ không quan tâm đến những gì chúng ta nghĩ. Đối với những thứ "khó chịu", đó là trong mắt của kẻ si tình.

2000 năm trước, "địa ngục" là magma được nhìn thấy từ ngọn núi lửa thỉnh thoảng và địa ngục ở trong trái đất. Ngày nay, bên trong Trái đất tạo ra một từ trường bảo vệ chúng ta và cho chúng ta kiến ​​tạo mảng, điều này thực sự hữu ích cho các hành tinh mang sự sống. Bên trong Trái đất không thay đổi, nhưng nhận thức của chúng ta về nó đã thay đổi rất nhiều. Bây giờ chúng ta yêu bên trong Trái đất, nhưng 2.000 năm trước mọi người sợ nó.

100 năm trước, mọi người đều nghĩ Vũ trụ là Dải ngân hà và 80 năm trước, họ nghĩ Vũ trụ là vĩnh cửu, cho đến khi Hubble tệ hại đó cho rằng Vũ trụ đã có một khởi đầu và, rất nhiều, vì mọi thứ là vĩnh cửu. Nếu Hubble đã nói rằng 300 năm trước, ông đã bị đốt cháy cổ phần, thì không có câu hỏi nào về điều đó, với một tấm bảng ghi "báng bổ"

Đó là vấn đề với quan điểm. Đây không phải là một bức tranh hoàn chỉnh. Lỗ đen tạo nên một "người đàn ông hào hoa" tuyệt vời, như một thứ ăn mọi thứ và không thể thoát ra được, nhưng đó chỉ là một phần của bức tranh lớn.

Bản thân Einstein đã tìm thấy các lỗ đen một ý tưởng tồi tệ (Ông cũng không mặn mà với cơ học lượng tử), vì vậy Einstein đã tưởng tượng Vũ trụ có một số định luật vật lý ngăn các lỗ đen hình thành và thậm chí có thể là như vậy, nhưng thật lòng, nó khác biệt như thế nào Là nó sẽ bị nghiền nát từ từ xung quanh chân trời sự kiện trong một cõi vĩnh hằng vs nhanh chóng bị đè bẹp trong sự kỳ dị hay bất cứ điều gì xảy ra ở trung tâm. Từ một quan điểm nhất định, nó khá giống nhau.

Một số lý thuyết đã đi xa đến mức cho rằng lỗ đen là nơi kỳ diệu với toàn bộ vũ trụ trẻ em bên trong chúng . Tôi thấy rằng suy nghĩ sáng tạo hơn khoa học, nhưng sự thật là, những gì xảy ra bên trong chân trời sự kiện vẫn ở bên trong chân trời sự kiện và không ai biết.

Trên các lỗ đen nói chung :

Chúng rất hữu ích. Sự hình thành của các lỗ đen và sự sụp đổ lực hấp dẫn và phục hồi sự sụp đổ, tạo ra và phân phối các nguyên tố nặng trên khắp thiên hà và trong sự sụp đổ tạo ra một lỗ đen hoặc sao neutron, giống như 90% vật chất của ngôi sao bị thổi bay , tái chế, nếu bạn sẽ, trở lại thiên hà và chỉ 10% hoặc hơn, tạo thành lõi bị sụp đổ.

Bạn có thể nghĩ về lỗ đen như một tàn dư nhỏ bé khó chịu về cái chết của một ngôi sao, nhưng tôi thấy thực tế là những ngôi sao lớn tái chế và phân phối rất nhiều vật chất của chúng trên khắp thiên hà rất tuyệt vời. Các lỗ đen siêu lớn cũng giúp hình thành các thiên hà, vì vậy sự thật đơn giản là, các lỗ đen rất hữu ích, ngay cả khi bạn không muốn băng qua một con đường.

Bây giờ về những gì xảy ra bên trong một lỗ đen, đã có một số câu trả lời tốt cho điều đó và tôi không muốn làm điều này quá lâu, đặc biệt vì tôi là một cư sĩ, nhưng tôi thấy sự suy đoán về khu vực kỳ lạ đó trong chân trời sự kiện rất vui khi nghĩ về

Cá nhân tôi không tin vào điểm kỳ dị. Tôi (NGHINK), rằng bản chất sóng và trường của cơ học lượng tử và thực tế là không gian trống có các tính chất, ví dụ, các cặp hạt chống hạt có thể hình thành từ không có gì, (có thể tạo ra bức xạ diều hâu), tôi nghĩ có lẽ một số không gian kỳ lạ không bao giờ là một điểm kỳ dị đầy đủ.

Tôi không nghĩ có thứ gọi là vật chất bên trong lỗ đen. Tôi nghĩ mọi thứ sẽ hành xử khác hơn thế, giống như bản chất kỳ lạ của proton hoặc electron hơn là bản chất vật lý của bề mặt, nhưng đó chỉ là suy nghĩ của tôi về chủ đề này. Không có một lý thuyết hấp dẫn lượng tử, nó giống như một người mù nhìn vào bản đồ. Không ai biết. (quá lâu?)

Tôi tin rằng các lỗ đen là điểm kỳ dị theo nghĩa quan trọng trong đó, không được xác định là có bất kỳ vị trí có ý nghĩa hoặc vận tốc đã biết. Tôi không nghĩ nó có nghĩa là điểm kỳ dị theo nghĩa là có bán kính bằng không.