Чи може справді, дійсно швидкий космічний корабель перетворитися на чорну діру?

Pin
Send
Share
Send

Це питання було поставлено в епізоді "Астрономічна ролях" деякий час назад. Він пропонує цікавий продуманий експеримент, хоча на питання можна отримати досить остаточну відповідь.

Уявіть сценарій, коли космічний корабель набуває релятивістської маси, коли він наближається до швидкості світла, в той же час його об'єм зменшується за рахунок релятивістського скорочення довжини. Якщо ці зміни можуть продовжуватися до нескінченних значень (які вони можуть) - здається, у вас є ідеальний рецепт чорної діри.

Звичайно, ключове слово тут релятивістський. Повернувшись на Землю, може здатися, що космічний корабель, який наближається до швидкості світла, дійсно як набирає масу, так і скорочується в обсязі. Крім того, світло від космічного корабля буде все більше переходити в червоний колір - потенційно перетворюється в майже чорну. Частково це може бути ефектом Доплера для космічного корабля, що відходить, але частково є ефектом дилатації в часі, коли сутоатомні частинки космічного корабля, здається, коливаються повільніше і, отже, випромінюють світло на нижчих частотах.

Отже, повертаючись на Землю, постійні вимірювання можуть свідчити про те, що космічний корабель стає більш масивним, більш щільним і набагато темнішим із збільшенням швидкості руху.

Але звичайно, це просто повернулося на Землю. Якби ми вислали два такі космічні кораблі, що летять у форму - вони могли переглядати один одного і бачити, що все було цілком нормально. Капітан може викликати червоний сигнал, коли вони оглянуться до Землі і побачать, що вона починає перетворюватися на чорну діру - але, сподіваємось, майбутні капітани наших зоряних кораблів матимуть достатньо знань з релятивістської фізики, щоб не надто хвилюватися.

Отож, одна відповідь на запитання Astronomy Cast полягає в тому, що так, дуже швидкий космічний апарат може виявитися майже невідрізним від чорної діри - від конкретного кадру (або кадрів) відліку.

Але це ніколи дійсно чорна діра.

Спеціальна відносність дозволяє обчислити перетворення від вашої належної маси (а також належної довжини, належного об'єму, належної щільності тощо) у міру зміни відносної швидкості. Тож, безумовно, можна знайти точку відліку, з якої ваша релятивістська маса (довжина, об'єм, щільність тощо), здавалося б, імітує параметри чорної діри.

Але a справжній чорна діра - це інша історія. Його належна маса та інші параметри вже є чорною дірою - адже ви не зможете знайти точку відліку там, де їх немає.

Справжня чорна діра - це справжня чорна діра - з будь-якої системи відліку.

(Я мушу визнати мого тата - професора Грехама Нерліха, професора філософії в Університеті Аделаїди та автора «Форми космосу» за допомогу в цьому.

Pin
Send
Share
Send