एक ब्लैक होल में प्रकाश की गति

Question

अगर मेरे पास एक दिशात्मक फोटॉन-उत्सर्जक स्रोत था और इसे एक ब्लैक होल के अंदर रखा गया जो ऊपर और बाहर दिखाई दे रहे ब्रह्मांड की ओर इशारा करता है, तो मुझे लगता है कि प्रकाश की गति से यात्रा करने वाले फोटोन धीमी गति से और उल्टे दिशा में केंद्र में वापस आएंगे।

इसलिए अगर मैंने उसी स्रोत को लिया और उसे ब्लैक होल सेंटर की ओर इशारा करते हुए ब्लैक होल के बाहर रखा, तो क्या मैं यह मान सकता हूं कि एक उत्सर्जित फोटॉन प्रकाश की गति की तुलना में तेजी से केंद्र की ओर यात्रा करेगा जो पहले से ही यात्रा कर रहा है?

Comments

मैंने आपको वोट दिया क्योंकि मैं कल्पना से प्यार करता हूं, लेकिन प्रकाश ऐसा व्यवहार नहीं करता है। प्रकाश एक सीधी रेखा में यात्रा करता है, केवल जब घुमावदार घुमावदार होता है जो कि ब्लैक होल के घटना क्षितिज के अंदर होता है। आपके स्रोत वक्र से प्रकाश के सभी संभावित मार्ग विलक्षणता की ओर हैं, कोई भी ऊपर, धीमा या उल्टा नहीं है, विलक्षणता पर केवल सभी दिशाएं हैं। उस ने कहा, मैं इसका जवाब नहीं देना चाहूंगा क्योंकि मुझे अभी भी स्पेस-टाइम डायग्राम्स भ्रामक लगते हैं।

— userLTK

छोटी चेतावनी: यहाँ सभी उत्तर इस धारणा पर निर्भर करते हैं कि ब्लैक होल की हमारी समझ (यानी सामान्य सापेक्षता, ब्लैक होल के हमारे मॉडल, सबसे विशेष रूप से श्वार्ज़चाइल्ड और केर) के साथ, घटना क्षितिज के अंदर का वर्णन उसी सटीकता के साथ करता है जो यह बाहर का वर्णन करता है। हमारे पास किसी और चीज पर विश्वास करने का कोई कारण नहीं है, लेकिन इन मॉडलों को सच मानने के करीब हैं, हम वास्तविक जवाब कभी नहीं जान सकते ।

— आर्थर

मैं इस धारणा के तहत था कि अवधारणाएं "ऊपर" और "बाहर" एक ब्लैक होल के घटना क्षितिज के अंदर के संदर्भ में समझ में नहीं आती हैं।

— एमोरी

मेरी सीमित समझ से, "गति" और "दिशा" जैसी अवधारणाएं वास्तव में ब्लैक होल के अंदर समझ में नहीं आती हैं।

— user253751

@ Fandango68 हम नहीं। जब आप "गोल गैर-घूर्णन ब्लैक होल" देखते हैं, तो "ब्लैक होल जिसमें घटना क्षितिज एक गोलाकार सतह है" की कल्पना करें। यह ब्लैक होल की आंतरिक संरचना के बारे में बहुत कुछ नहीं कहता है , जो आमतौर पर एक "फ़नल" (भारी आकार के साथ पागल आकृतियों पर ले जाना) और भारी विकृत अंतरिक्ष-समय के शामिल होने के रूप में माना जाता है जो हो सकता है या नहीं " अंत "एक विलक्षणता में (जिसे सामान्य सापेक्षता द्वारा काफी वर्णित नहीं किया जा सकता है)। और गोल घटना क्षितिज क्यों? यह गणित पर आसान है। हमारे पास ब्लैक होल को घुमाने और चार्ज करने के लिए मॉडल हैं, जो गोलाकार नहीं हैं।

— लूआना

Answer 1

यह उस तरह काम नहीं करता है। प्रकाश स्रोत पर एक पर्यवेक्षक (और वास्तव में कहीं भी किसी भी पर्यवेक्षक) को हमेशा स्थानीय स्तर पर प्रकाश की गति से (वैक्यूम में) प्रकाश यात्रा करते देखेंगे।

आपके विचार प्रयोग के साथ एक बड़ी समस्या यह भी है। यह है संभव नहीं आप एक ब्लैक होल के घटना क्षितिज के भीतर एक स्थिर प्रकाश स्रोत के लिए के लिए। यह, और इसके आसपास के क्षेत्र में सब कुछ, अंदर की ओर बढ़ रहा होगा । यह उतना ही अटूट और अप्राप्य है जितना कि घटना क्षितिज के बाहर एक पर्यवेक्षक के लिए समय बीत जाना।

मेरी राय में, घटना क्षितिज के अंदर की स्थिति के बारे में सोचने का सबसे अच्छा "दृश्य" तरीका आपके प्रकाश की फोटोन की कल्पना करना है जैसे कि सैल्मन नदी के ऊपर तैरने की कोशिश कर रहा है, जबकि आप धारा के साथ बहने वाली नाव पर हैं और पानी में सैल्मन जारी करते हैं। । आप हमेशा अपनी नाव के संबंध में सामन को कुछ गति से तैरते देखेंगे। दुर्भाग्य से अगर धारा काफी तेजी से बहती है तो सामन कोई प्रगति नहीं करेगा और आप दोनों थोड़ा और नीचे की ओर झरने (विलक्षणता) में बह जाएंगे।

$c$

Comments

@ tnt-rox घटना क्षितिज के अंदर एक स्थैतिक पर्यवेक्षक (कभी-कभी शेल ऑब्जर्वर कहा जाता है) जैसी कोई चीज नहीं होती है।

— रॉब जेफ्रीज

$c$

इसे घर पर न करें।

— स्ट्रॉबेरी

मुझे याद है कि लियोनार्ड सुस्किन्द अपने व्याख्यानों में उसी "मछली तैरते हुए ऊपर" का उपयोग कर रहे थे। यह सार को अच्छी तरह से पकड़ लेता है।

— टीटी।

@EricDuminil मैं इस धारणा के तहत था कि प्रकाश हमेशा सी में यात्रा करता है, लेकिन एक गैर-वैक्यूम में यह कणों को बंद कर देता है, जिससे यह अधिक लंबा रास्ता तय करता है और इसे SEEM धीमा बना देता है।

— फेदरक्रॉन

Answer 2

आप "स्थानीय रूप से" प्रकाश की गति को पार नहीं कर सकते। लेकिन आप कर सकते हैं-कल्पना कीजिए ^* प्रकाश की गति की तुलना में दूरियां तेजी से बढ़ती हैं ।

यदि आप यात्रा करते हैं तो इसका मतलब है "स्थानीय स्थान समय की तुलना में आगे बढ़ना", तो प्रकाश प्रकाश की गति से तेज यात्रा नहीं कर सकता है । आपके उदाहरण में, प्रकाश की गति की तुलना में दूरी तेजी से बढ़ती है, क्योंकि स्पेसटाइम को ब्लैक होल के अंदर घसीटा जाता है।

_{* आप वास्तव में इसे "देख" नहीं सकते हैं, क्योंकि आपको किसी भी तरह से स्थानांतरित करने के लिए कुछ जानकारी की आवश्यकता होगी! यह संभव नहीं है, क्योंकि यह लानत सी सीमा है।}

Comments

@ j-chomel आपका उत्तर शानदार है, मुझे विशेष रूप से "प्रकाश की गति की तुलना में दूरियां तेज" की तरह अब मैं इस अवधारणा को समझाना शुरू कर रहा हूं।

— tnt-rox

@ tnt-rox, मैंने कुछ समय पहले इसी तरह का प्रश्न किया था, और मुझे मिले उत्तरों से बहुत कुछ सीखा: astronomy.stackexchange.com/questions/19909/… ।

— जे। चोमेल २३'१

यही कारण है कि दृश्यमान ब्रह्मांड (93 बिलियन प्रकाश वर्ष) का व्यास इसके निर्माण (13.8 बिलियन वर्ष) से ​​कई वर्षों से बड़ा हो सकता है।

— बनामज

Answer 3

प्रकाश की गति स्थिर रहेगी। यद्यपि यह ब्लैक होल के पास माना जाता है कि यह कहाँ और कैसे माना जाता है, के साथ बदलता है, यह स्थिर रहेगा। प्रकाश की गति केवल ब्लैक होल के पास होने या घटने से नहीं बढ़ती है।