Autor Wątek: Będąc Młodym Fizykiem...  (Przeczytany 104228 razy)

Lieber Augustin

  • God Member
  • ******
  • Wiadomości: 2508
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #330 dnia: Marca 19, 2024, 01:36:34 am »
Natomiast z przyrostem masy nie ma problemu o tyle, ze liczy się do niej wszystko co przekroczyło horyzont zdarzeń (dla obserwatora zewnętrznego - utkwiło w nim na wieczność niewidzialnie, po uprzednim zaczerwienieniu - ale zanim utknie - i dla niego spada całkiem konwencjonalnie).
No dobra, dla zewnętrznego obserwatora jest poniekąd wszystko jedno, czy masa zapadła pod horyzont zdarzeń, czy też utkwiła w nim na wieki, grunt że jest niewidzialna. Na jedno wychodzi.
Ale! Zgodnie z tą samą teorią, masywny objekt, zanim stanie się czarną dziurą, miałby kolapsować nieskończenie długo, lecz nigdy nie zapaść pod horyzont?

Czy nie wynika z tego, że z punktu widzenia wspomnianego zewnętrznego obserwatora, czarna dziura jest niejako pusta w środku? A cała jej masa skoncentrowana jest tuż nad horyzontem, skoro z zasady nie jest w stanie przedostać się do środka? :-\

Q

  • Juror
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 16231
  • Jego Induktywność
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #331 dnia: Marca 19, 2024, 01:41:36 am »
masywny objekt, zanim stanie się czarną dziurą, miałby kolapsować nieskończenie długo, lecz nigdy nie zapaść pod horyzont?

Tu powracają mi z pamięci (wspartej rzutem oka do trzeciego tomu "Drogi do science fiction") słowa z opowiadania "Kyrie" Poula Andersona, fizyka (z BA, ale zawsze) z wykształcenia: "Dla nas końcowy kolaps gwiezdny trwa nieskończenie długo".

Czy nie wynika z tego, że z punktu widzenia wspomnianego zewnętrznego obserwatora, czarna dziura jest niejako pusta w środku? A cała jej masa skoncentrowana jest tuż nad horyzontem, skoro z zasady nie jest w stanie przedostać się do środka? :-\

Tak mi na chłopski rozum wyszło, ale mogę być w błędzie...  :-X

Edit: nasz, lemowski, Matt McIrvin potwierdza:

This is also true for the dying star itself.  If you attempt to witness the black hole's formation, you'll see the star collapse more and more slowly, never precisely reaching the Schwarzschild radius.

Now, this led early on to an image of a black hole as a strange sort of suspended-animation object, a "frozen star" with immobilized falling debris and gedankenexperiment astronauts hanging above it in eternally slowing precipitation.  This is, however, not what you'd see.  The reason is that as things get closer to the event horizon, they also get dimmer.  Light from them is redshifted and dimmed, and if one considers that light is actually made up of discrete photons, the time of escape of the last photon is actually finite, and not very large.  So things would wink out as they got close, including the dying star, and the name "black hole" is justified.

https://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/fall_in.html

ps. Jeszcze taką symulację wpadania w znalazłem:
https://www.reddit.com/r/Physics/comments/zl4nns/simulation_falling_into_a_schwarzschild_blackhole/
« Ostatnia zmiana: Marca 19, 2024, 03:56:04 am wysłana przez Q »
"Wśród wydarzeń wszechświata nie ma ważnych i nieważnych, tylko my różnie je postrzegamy. Podział na ważne i nieważne odbywa się w naszych umysłach" - Marek Baraniecki

maziek

  • YaBB Administrator
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 13482
  • zamiast bajek ojciec mi Lema opowiadał...
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #332 dnia: Marca 19, 2024, 09:39:48 am »

I pytanie: jak to jest możliwe, że obserwator z zewnątrz jest w stanie w ogóle zarejestrować przyrost masy takiej czarnej dziury?
Czarna dziura to jest "komplet" - z tym co jest poniżej horyzontu i tym, co powyżej ale już na nią spada.
Czy nie wynika z tego, że z punktu widzenia wspomnianego zewnętrznego obserwatora, czarna dziura jest niejako pusta w środku? A cała jej masa skoncentrowana jest tuż nad horyzontem, skoro z zasady nie jest w stanie przedostać się do środka? :-\
W zasadzie tak. Jednakże nic z tego "na zewnątrz"  nie wynika, bo żaden obserwator spadający na cz.dz. (obserwowany z kolei z zewnątrz) nie spadnie na jej horyzont szybciej niż to, co już nań spada. Czyli ponieważ obserwacje dokonują się spoza horyzontu to dla zewnętrznego obserwatora grawitacyjnie nie ma różnicy, czy cała masa jest skupiona na powłoce horyzontu czy w centrum. Dla dziur symetrycznych. Dla niesymetrycznych jest pewna komplikacja, ale o ile wiem pokonana. Dziura i tak nie promieniuje, bo z powodu przesunięcia ku czerwieni w silnym polu grawitacyjnym emisji z materii spadającej na nią (w pobliżu jej horyzontu) promieniowanie to jest tak "czarne" (tak długofalowe), że już nieobserwowalne. Tu znów zasada równoważności Einsteina - bardzo silna grawitacja działa jak bardzo duże przyspieszenie.
Człowiek całe życie próbuje nie wychodzić na większego idiotę niż nim faktycznie jest - i przeważnie to mu się nie udaje (moje, z życia).

Q

  • Juror
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 16231
  • Jego Induktywność
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #333 dnia: Marca 19, 2024, 04:50:26 pm »
Dodam jeszcze, że pisząc o uwięzieniu w horyzoncie nie byłem - oczywiście - idealnie ścisły (gdy brać pod uwagę punkt widzenia obserwatora zewnętrznego). Chodziło mi o obszar wciąż minimalnie ponad sferą wyznaczaną przez promień Schwarzschilda, z którego jednak fotony (rozpatrywane jako korpuskuly) nie są już w stanie uciec (z podanych przez M. McI. przyczyn), co powoduje wspomnianą niewidzialność (czy też - jak ujął to maziek - nieobserwowalność).
 
Z tym, że da się te sprawy jeszcze bardziej skomplikować, bo najprawdziwszy horyzont zdarzeń jest niewyznaczalny przez to, że zmienia się w czasie, wraz z rosnącą masą dziury (a nadto - trzeba pamiętać, że obserwator wewnętrzny ze swojego punktu widzenia nigdy go nie przekracza - i to bynajmniej nie dlatego,  ze fizycznie nie może tam istnieć, bo w trakcie zbliżania się do wielkiej masy siły grawitacyjne go wcześniej zalatwią):
https://www.urania.edu.pl/zasoby/wewnatrz-horyzontu.html
"Wśród wydarzeń wszechświata nie ma ważnych i nieważnych, tylko my różnie je postrzegamy. Podział na ważne i nieważne odbywa się w naszych umysłach" - Marek Baraniecki

maziek

  • YaBB Administrator
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 13482
  • zamiast bajek ojciec mi Lema opowiadał...
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #334 dnia: Marca 19, 2024, 05:10:11 pm »
...a nadto - trzeba pamiętać, że obserwator wewnętrzny ze swojego punktu widzenia nigdy go nie przekracza...
Jak to uzasadnisz? Poza tym nie jest powiedziane, że "w trakcie zbliżania się do wielkiej masy siły grawitacyjne go wcześniej załatwią". Wcale go nie załatwią bo spada swobodnie więc nie odczuwa grawitacji. Mogą go załatwić dopiero siły pływowe, ale punkt, w którym to by nastąpiło, zależnie od masy cz.dz. może być zarówno grubo nad (dla cz.dz. małych), jak i grubo, grubo pod h.z. (dla supermasywnych).
Człowiek całe życie próbuje nie wychodzić na większego idiotę niż nim faktycznie jest - i przeważnie to mu się nie udaje (moje, z życia).

Q

  • Juror
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 16231
  • Jego Induktywność
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #335 dnia: Marca 19, 2024, 07:33:55 pm »
Jak to uzasadnisz?

Faktem, że czarna dziura (do której można wpaść) nie jest w praktyce izolowana, więc będziesz postrzegać materię za sobą, nie będzie granicy.

Poza tym nie jest powiedziane, że "w trakcie zbliżania się do wielkiej masy siły grawitacyjne go wcześniej załatwią". Wcale go nie załatwią bo spada swobodnie więc nie odczuwa grawitacji. Mogą go załatwić dopiero siły pływowe, ale punkt, w którym to by nastąpiło, zależnie od masy cz.dz. może być zarówno grubo nad (dla cz.dz. małych), jak i grubo, grubo pod h.z. (dla supermasywnych).

Prawda, znowu nie bylem dość precyzyjny (najpierw niech mnie tłumaczy późna pora, teraz niewyspanie) - chodziło mi o całokształt sił wynikających z obecności dużej masy a więc siły pływowe (które - w istocie - nie spagetyzują nad horyzontem supermasywnych), turbulencje (i inne efekty istnienia) dysku akrecyjnego... Ale - masz rację - gdyby istniała dziura supermasywna i kompletnie izolowana to by się przeżyć dało:
https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/czy-czlowiek-moze-przezyc-przelot-przez-horyzont-zdarzen-czarnej-dziury
Tylko jak do takiej izolowanej wleźć? (Inna sprawa, że są hipotezy, iż już tam tkwimy, z całym Wszechświatem.)
« Ostatnia zmiana: Marca 19, 2024, 07:44:47 pm wysłana przez Q »
"Wśród wydarzeń wszechświata nie ma ważnych i nieważnych, tylko my różnie je postrzegamy. Podział na ważne i nieważne odbywa się w naszych umysłach" - Marek Baraniecki

maziek

  • YaBB Administrator
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 13482
  • zamiast bajek ojciec mi Lema opowiadał...
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #336 dnia: Marca 19, 2024, 09:30:28 pm »
Faktem, że czarna dziura (do której można wpaść) nie jest w praktyce izolowana, więc będziesz postrzegać materię za sobą, nie będzie granicy.
No to nie będzie na granicy tabliczki "UWAGA HORYZONT CZARNEJ DZIURY - NIE PRZEKRACZAĆ" czy  "obserwator wewnętrzny ze swojego punktu widzenia nigdy go nie przekracza"? Jak idziesz drogą przez las a wandale ukradli tabliczkę "NADLEŚNICTWO GOREJKI GÓRNE" - to nie przekraczasz granicy nadleśnictw bo nie jest na niej napisane, że to granica? Czy tylko z braku mapy/GPS czy liczenia kroków nie masz tego świadomości?
Człowiek całe życie próbuje nie wychodzić na większego idiotę niż nim faktycznie jest - i przeważnie to mu się nie udaje (moje, z życia).

Q

  • Juror
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 16231
  • Jego Induktywność
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #337 dnia: Marca 20, 2024, 12:48:11 am »
Różnica jest taka, że granica administracyjna zostaje wyznaczona arbitralnie, i trwa w sposób niezależny od przekraczającego obserwatora, podczas gdy horyzont zdarzeń jest ex definitione z obserwatorem powiązany. Ergo - skoro obserwator mógłby wciąż obserwować materię napływającą spoza dziury (w tym cząstki niosące obraz dalszych części Wszechświata) dla niego nie byłoby horyzontu tam, gdzie jest dla nas, zewnętrznych.
"Wśród wydarzeń wszechświata nie ma ważnych i nieważnych, tylko my różnie je postrzegamy. Podział na ważne i nieważne odbywa się w naszych umysłach" - Marek Baraniecki

maziek

  • YaBB Administrator
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 13482
  • zamiast bajek ojciec mi Lema opowiadał...
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #338 dnia: Marca 20, 2024, 08:20:30 am »
Falsyfikuję Twoją tezę. Daję obserwatorowi rakietę o ciągu tak potężnym, że jest w stanie się wyrwać z pola grawitacyjnego cz.dz. z miejsca o 1 metr wyższego, niż jeszcze mogą to uczynić fotony. Może więc w każdej chwili sprawdzić, czy jeszcze może uciec (ergo: nie jest jeszcze pod horyzontem). To istnieje dla niego horyzont, czy nie?
« Ostatnia zmiana: Marca 20, 2024, 08:45:35 am wysłana przez maziek »
Człowiek całe życie próbuje nie wychodzić na większego idiotę niż nim faktycznie jest - i przeważnie to mu się nie udaje (moje, z życia).

Q

  • Juror
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 16231
  • Jego Induktywność
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #339 dnia: Marca 20, 2024, 05:23:12 pm »
Myślalem, że rozmawiamy o rzeczach technicznie możliwych, nie - piszemy scenariusz do drugiej części "Interstellaru"*, ale skoro tak - powiedz, mi proszę, trochę o specyfikacjach technicznych postulowanej rakiety (z pilotem Ametą za sterami, powiedzmy), a konkretniej jaką prędkość musiałaby osiągnąć, by tak dokonać tego, czego fotony nie potrafią? ;)


* Z którym to gniotem nieodparcie kojarzy mi się nasza dyskusja, bo jednak cz.dz. prawie dobrze pokazał:
"Wśród wydarzeń wszechświata nie ma ważnych i nieważnych, tylko my różnie je postrzegamy. Podział na ważne i nieważne odbywa się w naszych umysłach" - Marek Baraniecki

maziek

  • YaBB Administrator
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 13482
  • zamiast bajek ojciec mi Lema opowiadał...
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #340 dnia: Marca 20, 2024, 06:07:25 pm »
Myślalem, że rozmawiamy o rzeczach technicznie możliwych, nie - piszemy scenariusz do drugiej części "Interstellaru"*, ale skoro tak - powiedz, mi proszę, trochę o specyfikacjach technicznych postulowanej rakiety (z pilotem Ametą za sterami, powiedzmy), a konkretniej jaką prędkość musiałaby osiągnąć, by tak dokonać tego, czego fotony nie potrafią? ;)
Skreślasz zatem tę część fizyki, która opiera się na wnioskowaniu poza obecne techniczne możliwości? Skreślasz w ogóle doświadczenia myślowe, które są jednym z głównych narzędzi falsyfikacji błędnych tez? Hę? Będę Cię trzymał za słowo w tej kwestii, skoro tak. I, z drugiej strony,  nie przychodzi Ci nic na myśl, co już obecnie mogłoby tę metaforyczną rakietę zastąpić? Twoje pytanie faktycznie pod Interstellar podchodzi... Ta rakieta konkretnie mogłaby mieć prędkość np. 1 cm/s. Albo 1 mm/h jeśli wolisz... Względem centrum cz. dz. oczywista, o ile ta akurat nie rośnie.
Człowiek całe życie próbuje nie wychodzić na większego idiotę niż nim faktycznie jest - i przeważnie to mu się nie udaje (moje, z życia).

Q

  • Juror
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 16231
  • Jego Induktywność
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #341 dnia: Marca 20, 2024, 07:10:59 pm »
Skreślasz zatem tę część fizyki, która opiera się na wnioskowaniu poza obecne techniczne możliwości? Skreślasz w ogóle doświadczenia myślowe, które są jednym z głównych narzędzi falsyfikacji błędnych tez? Hę?

Aż tak to nie ;).

nie przychodzi Ci nic na myśl, co już obecnie mogłoby tę metaforyczną rakietę zastąpić?

Przychodzi, ale z domeny SF, a nawet bardziej - fantasy.

Ta rakieta konkretnie mogłaby mieć prędkość np. 1 cm/s. Albo 1 mm/h jeśli wolisz... Względem centrum cz. dz. oczywista, o ile ta akurat nie rośnie.

A względem fotonów? Poza tym jak może nie rosnąć dziura, w którą i rakieta, i fotony, i kto wie jakie jeszcze śmieci przez Tichego wyrzucone, wpadają?

ps. Skoro o cz.dz. i prędkościach mowa:
https://arxiv.org/abs/1905.04330
https://chandra.harvard.edu/press/20_releases/press_010620.html
https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/dzet-z-czarnej-dziury-w-m87-osiaga-predkosci-bliskie-predkosci-swiatla
« Ostatnia zmiana: Marca 20, 2024, 07:21:52 pm wysłana przez Q »
"Wśród wydarzeń wszechświata nie ma ważnych i nieważnych, tylko my różnie je postrzegamy. Podział na ważne i nieważne odbywa się w naszych umysłach" - Marek Baraniecki

maziek

  • YaBB Administrator
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 13482
  • zamiast bajek ojciec mi Lema opowiadał...
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #342 dnia: Marca 20, 2024, 09:27:46 pm »
Aż tak to nie ;) .
To dobrze. Ulżyło mi, bo ile nic nowszego nie wykryli ostatnio to najbliższa czarna dziura jest z półtora tysiąca ly od nas, więc jeśli techniczne możliwości mają być wyznacznikiem to musimy na jakiś czas zapomnieć o tej dyskusji.
Cytuj
Przychodzi, ale z domeny SF, a nawet bardziej - fantasy.
Masz tym zatruty umysł, tym fantasy. Przemyśl pracę Hawkinga (tę o parowaniu czarnych dziur) - i jak można to praktycznie wykorzystać, gdyby już te drobne techniczne przeciwności pokonać i znaleźć się w pobliżu czarnej dziury. Co prawda ta praca jest bardziej spekulatywna niż doczepienie silnika o odpowiednim ciągu do naszego biednego obserwatora (co jest prostym eksperymentem myślowym, dużo prostszym niż przewidywanie osobliwości w cz.dz. bądź osobliwości początkowej), nie wszyscy też ją akceptują ze względu na pewne aprioryczne założenia, ale może magia nazwiska Cię uwiedzie. Zresztą dla naszych potrzeb akurat te założenia nie są istotne.
Cytuj
A względem fotonów? Poza tym jak może nie rosnąć dziura, w którą i rakieta, i fotony, i kto wie jakie jeszcze śmieci przez Tichego wyrzucone, wpadają?
Normalnie może nie rosnąć, jak nie ma niczego w pobliżu, co mogłoby do niej wpaść, bo już zeżarła co się dało. Gdyby nasze Słońce zamieniło się w cz.dz. (co jest jak twierdzą niemożliwe) to Ziemia nadal krążyłaby po niemal dokładnie tej samej orbicie pominąwszy jej naturalne obniżanie wynikające z rozpraszania energii poprzez siły pływowe i inne takie drobnostki. Nic do byłego Słońca ot tak nie zaczęłoby wpadać, bo grawitacja cz.dz. będzie dokładnie taka, jak Słońca przed zapadnięciem minus ubytki - ewentualne odrzucenie wierzchnich warstw atmosfery oraz promieniowanie, w tym falami grawitacyjnymi - czyli krótko mówiąc grawitacja będzie mniejsza a nie większa niż Słońca. I jeszcze nawet będzie się zmniejszać (Hawking), ale zaniedbywalnie. Większość czarnych dziur nie rośnie, więc nie świeci, więc są one wykrywalne jedynie poprzez ruch orbitujących wokół gwiazd. Te na które spada materia świecą - tzn. świeci ta opadająca materia ściskana w dysku akrecyjnym, zanim ze szczętem w nie wpadnie. Dotyczy to w znakomitej większości układów podwójnych lub wielokrotnych o ciasnych orbitach a nie pojedynczych gwiazd. Rakietę też możesz pominąć jako zaniedbywalną, jeśli mowa o dziurach, od których pochodzące siły pływowe nie rozerwą wszystkiego jeszcze przed horyzontem. Co względem fotonów? Fotony nie mają silników rakietowych. Delikatnie podpowiem, że tu nie chodzi o prędkość, tylko o przyspieszenie. Prędkość w naszym eksperymencie nie ma nic do rzeczy, poza tym, że ma mieć dodatni znak. Jeśli obserwator oddala się od centrum dziury choćby w tempie zmęczonego ślimaka to znaczy, że nie jest pod jej horyzontem, to chyba oczywiste?. Linki są nie na omawiany aktualnie temat.
Człowiek całe życie próbuje nie wychodzić na większego idiotę niż nim faktycznie jest - i przeważnie to mu się nie udaje (moje, z życia).

Q

  • Juror
  • God Member
  • *****
  • Wiadomości: 16231
  • Jego Induktywność
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #343 dnia: Marca 20, 2024, 11:35:55 pm »
Jeśli obserwator oddala się od centrum dziury choćby w tempie zmęczonego ślimaka to znaczy, że nie jest pod jej horyzontem, to chyba oczywiste?.

Szlag! Zrozumialem, że każesz rakiecie oddalać się od fotonów w kierunku wnętrza dziury, i z tą wersję cały czas dyskutowałem.
"Wśród wydarzeń wszechświata nie ma ważnych i nieważnych, tylko my różnie je postrzegamy. Podział na ważne i nieważne odbywa się w naszych umysłach" - Marek Baraniecki

Lieber Augustin

  • God Member
  • ******
  • Wiadomości: 2508
    • Zobacz profil
Odp: Będąc Młodym Fizykiem...
« Odpowiedź #344 dnia: Marca 21, 2024, 12:39:48 am »
Jeśli obserwator oddala się od centrum dziury choćby w tempie zmęczonego ślimaka to znaczy, że nie jest pod jej horyzontem, to chyba oczywiste?
Cytuj
Daję obserwatorowi rakietę o ciągu tak potężnym, że jest w stanie się wyrwać z pola grawitacyjnego cz.dz. z miejsca o 1 metr wyższego, niż jeszcze mogą to uczynić fotony. Może więc w każdej chwili sprawdzić, czy jeszcze może uciec (ergo: nie jest jeszcze pod horyzontem).

O ile dobrze rozumiem, "być w stanie wyrwać się z pola grawitacyjneco cz.dz." znaczy mniej więcej tyle, co "być w stanie opuścić jej okolice"? Jeśli tak, to zaznaczę: na mój chłopski rozumek, oddalać się od centrum dziury w tempie ślimaka da się nawet pod horyzontem. Niejaki John Michell jeszcze w 1783 roku wpadł na pomysł istnienia objektów na tyle masywnych, że prędkość ucieczki z nich jest większa od prędkości światła. Tak że nawet światło nie jest w stanie ich opuścić, dlatego są czarne i niewidzialne. Z dzisiejszego punktu widzenia ta definicja wygląda trochę archaicznie, ale zawsze. Horyzont zdarzeń CD jest właśnie takim miejscem, gdzie druga kosmiczna wynosi akurat c.
Ale "oddalać się od centrum" i "wyrwać się z pęt pola grawitacyjnego" to, jak mawiają w Odessie, dwie wielkie różnice. Byle ptak potrafi wznieść się nad ziemię. Podejrzewam, że gdyby - w eksperymencie myślowym przecież wszystko jest dozwolone - prędkość światła zamiast 300 000 wynosiła, dajmy na to, 10 km/s, to wegetowalibyśmy teraz pod horyzontem zdarzeń jak ta lala :)