Kan et virkelig, virkelig hurtigt rumfartøj vende sig ind i et sort hul?

Pin
Send
Share
Send

Dette spørgsmål blev stillet i en Astronomy Cast-episode for et stykke tid tilbage. Det tilbyder et interessant tankeeksperiment, skønt et rimeligt definitivt svar på spørgsmålet kan nås.

Forestil dig et scenarie, hvor et rumfartøj vinder relativistisk masse, når det nærmer sig lysets hastighed, samtidig med at dens volumen reduceres via relativistisk længdekontraktion. Hvis disse ændringer kan fortsætte mod uendelige værdier (som de kan) - ser det ud til, at du har den perfekte opskrift på et sort hul.

Nøgleordet her er selvfølgelig relativistisk. Tilbage på Jorden kan det se ud som om et rumfartøj, der nærmer sig lysets hastighed, faktisk både vinder masse og krymper i volumen. Lys fra rumfartøjet vil også blive mere og mere forskudt - potentielt til næsten sorthed. Dette kan delvis være Doppler-virkning for et synkende rumfartøj, men er også delvis en tidsudvidelseseffekt, hvor rumfartøjets subatomære partikler ser ud til at svinge langsommere og dermed udsender lys ved lavere frekvenser.

Så tilbage på Jorden kan igangværende målinger indikere, at rumfartøjet bliver mere massivt, mere tæt og meget mørkere, når dens hastighed øges.

Men selvfølgelig er det lige tilbage på Jorden. Hvis vi sendte to sådanne rumfartøjer, der flyvede i formation - kunne de se på hinanden og se, at alt var helt normalt. Kaptajnen kalder muligvis en rød alarm, når de ser tilbage mod Jorden og ser, at det begynder at blive til et sort hul - men forhåbentlig vil de fremtidige kaptajner i vores stjerneskibe have nok kendskab til relativistisk fysik til ikke at være for bekymrede.

Så et svar på spørgsmålet om Astronomy Cast er, at ja, et meget hurtigt rumfartøj kan synes at være næsten ikke skelnes fra et sort hul - fra en bestemt ramme (eller rammer) af reference.

Men det er aldrig virkelig et sort hul.

Speciel relativitet giver dig mulighed for at beregne transformationer fra din korrekte masse (såvel som korrekt længde, korrekt volumen, korrekt densitet osv.), Efterhånden som din relative hastighed ændres. Så det er bestemt muligt at finde et referencepunkt, hvorfra din relativistiske masse (længde, volumen, densitet osv.) Ser ud til at efterligne parametrene for et sort hul.

Men a ægte sort hul er en anden historie. Dets rette masse og andre parametre er allerede dem for et sort hul - du vil faktisk ikke være i stand til at finde et referencepunkt, hvor de ikke er.

Et ægte sort hul er et rigtigt sort hul - fra enhver referenceramme.

(Jeg må anerkende min far - professor Graham Nerlich, emeritus-professor i filosofi, University of Adelaide og forfatter af The Shape of Space, for hjælp til at sammensætte dette).

Pin
Send
Share
Send