블랙홀은 실제로 특이점입니까?


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블랙홀은 매우 조밀 한 물체 일 수 없습니까? 그들은 여전히 ​​검은 색 (검은 색은 실제로 특별한 물리학을 필요로하지 않음) 일 수 있으며 정말로 강한 중력장을 가질 수 있습니다. 중력으로 인해 실제로 빛을 흡수한다고 생각되면 물질을이 물체에 떨어 뜨릴 때 빛을 방출하지 않고 빛을 포착 할만큼 강한 중력이있을 수 있습니다.

나는 무한히 큰 덩어리로 이어지는 무한한 큰 질량으로 이끌 수있는 무한한 큰 재산으로 어떤 것도 존재할 수 있다는 것을 받아들이는 데 어려움을 겪고 있습니다. 그것은 우주를 무한히 빠르게 파괴하지 않을까요? 그래서 나는 거대한 질량의 물체가 특이성이 없어도 나쁜 것이 될 수 있다고 생각합니다.


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특이점은 우리의 중력 및 시공간 법칙이 붕괴되는 곳이며, 우주의 모든 문제를 어떻게 축적하고 무한히 조밀하게 만든 것이 아니라 현재 규칙에 의해 설명 될 수 없기 때문에 무한한 잠재력을 가지고 있습니다.
Dean

@Dean이 맞습니다. 우리의 현재 수학 특이점으로는 불가능합니다. 우리가 가지고있는 방정식은 그것이 존재한다면 그들의 영향력이 무한히 확장 될 것임을 보여줍니다. 유일한 문제는 아무도 고전 물리학과 양자 물리 사이의 경계를 아직 결정하지 않았다는 것입니다. 그것들은 현재 완전히 분리되고 뚜렷한 것으로 보입니다. 이 수학은 우주의 다른 모든 것에 중력을 행사하지 않고 특이성이 존재할 수있는 방법을 조정하지 않았습니다.
SDsolar

@Dean 네, 저의 초기 아이디어는 블랙홀 현상이 특이점없이 설명 될 수 있다는 것이 었습니다. 빛은 중력을 벗어날 수 없습니다. 강력한 중력장으로 광자를 포착 할 수있는 것 같습니다. 아마도 임계 값을 찾을 수있을 것입니다. 큰 숫자이지만 왜 무한해야합니까?
stevie 2016 년

답변:


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이 답변은 어느 정도 의견에 근거한 것입니다. 나는 일반 상대성 이론이 예측 한 것처럼 엄격한 수학적 특이점의 존재에 대한 회의론을 공유합니다. 이것은 엄격한 특이점의 가정이 양자 이론을 무시하기 때문이다. 특이점을 극복하는 한 가지 방법은 Gravastar 입니다. 플랑크 스타와 관련이 있습니다. 두 접근법 모두 특이점 근처의 역설을 극복하려고 노력합니다. 완전한 정의는 결국 정의 된 양자 중력에 의해 제공 될 수 있습니다 .

"실제"블랙홀의 또 다른 어려움은 회전입니다. 슈바르츠 실트 솔루션은 실제 블랙홀에서 발생할 것으로 예상되지 않는다.

대신 Kerr 솔루션 (또는 Kerr-Newman 메트릭 일 수 있음)은 실제 천체에 가까워 지므로 최소한 회전을 포함하여 일부 잔류 전하가 될 수 있습니다.

빛의 속도로 이동하는 질량없는 입자는 특수 상대성 이론에 따라 정의되지 않은 에너지를 발생시킵니다. 자연은이 정의되지 않은 범위를 해결하기 위해 에너지를 취할 수 있도록하여 질량이없는 입자 전용 물리를 엽니 다. 비슷한 방식으로 자연은 블랙홀 안에 새로운 물리학을 열어 일반 상대성 이론과 양자 이론 사이의 역설을 해결할 수 있습니다.


감사합니다, @Gerald, Gravastars가 구조에 감사합니다! 내가 필요한 것만 마지막으로, 우리 우주를 채우는 무한한 불쾌한 물체에 익숙하지 않은 일부 이론가들! 알다시피, 그것은 순수한 느낌이지만, 블랙홀은 중세 시대의 웜홀과 모든 것에 대한 가설처럼 들립니다.
stevie 2019

웜홀 (아인슈타인-로젠 브리지)은 일반 상대성 이론과 일치하며 특이점이 필요하지 않습니다. 그러나 다른 거시적 이론상의 이유로 적어도 거시적 "시간 기계"로 조립 될 때 불안정 할 수 있습니다. Kip Thorne은 자신의 저서 "Black Holes and Time Warps"에서이를 자세히 설명했습니다. en.wikipedia.org/wiki/Black_Holes_and_Time_Warps
Gerald

나는 이것이 의견에 근거한다는 것에 동의하지 않습니다. OP가 올바르게 작성하지 않았지만 문제는 실제로 발생했을 수 있습니다. 블랙홀에 특이점이 있다면, 이벤트 지평은 유한 한 것으로 정의 할 수 없습니다. 양자 세계와 고전 세계를 조화시키기 위해서는 실질적인 혁신이 필요합니다. 지금 우리는 수학이 매끄럽게 맞 물리는 것은 물론 서로 전환해야하는 경계 조건조차 알지 못합니다.
SDsolar 2016 년

특이점은 모든 황제 예제에서 수학적 모델이 더 이상 잘못되었거나 더 이상 유효하지 않음을 의미합니다. 또한 특이점으로 인해 모순이 발생합니다. 블랙홀이 어디에서나 특이점으로 여겨진다는 사실은 내 눈에는 매우 위험합니다.
dgrat

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특이점이란 무엇입니까?

특이점은 물질이 무한히 조밀 한 우주의 한 지점입니다. 특이점은 블랙홀의 중심에 있으며 종종 이벤트 지평 뒤에 숨어 있습니다. 기본적으로 특이점은 매우 작은 공간에서 많은 물질이 함께 압착되는 공간의 한 지점입니다. 특이점 있으면 무한대로 가지 않습니다. 밀도 는 무한대로가는 것입니다. 밀도와 물질은 다릅니다.

특이점은 종종 초신성 폭발에서 생성됩니다. 초신성은 별의 중심에 (생명이 끝났을 때) 별이 너무 많아서 별이 자체의 중력을지지 할 수없고 별 자체가 붕괴되어 폭발 할 때 별이 발생하는 곳입니다.

초신성이 일어날 수있는 두 번째 방법은 이진 별 시스템에있다. 백색 왜성 이 있으면 다른 별에서 물질을 빼앗아 결국 폭발 할 정도로 많은 물질을 축적한다.

특이점은 작은 별이 아닌 큰 별에 의해 발생합니다. 초신성에서 폭발하는 작은 별은 중성자 별이라는 것을 만듭니다.

블랙홀이란 무엇입니까?

블랙홀은 중력장을 가진 공간의 영역이므로 빛조차도 피할 수 없습니다. 블랙홀에는 검은 색이 없으며, 빛이 다시 들어오는 것을 볼 수 없기 때문에 색상이 없습니다. 따라서 빛은 흡수되지 않습니다. Hawking Radiation 이라는 메커니즘으로 인해 블랙홀도 결국 소실 될 수 있습니다.

다음과 같은 여러 유형의 블랙홀이 있습니다.

  • 초 거대 블랙홀 (종종 은하 중심에서 발견됨)

  • 스텔라 블랙홀

  • 원시 블랙홀

  • 회전 (Kerr) 블랙홀

마지막으로 블랙홀 안에 3 개의 주요 영역이 있습니다.

블랙홀 다이어그램

이 다이어그램은 블랙홀에 우주 전체를 가로 지르는 중력이없는 방법 등 많은 것을 보여줍니다.

마지막으로 Schwarzschild radius 를 사용하여 빛조차도 빠져 나갈 수없는 영역을 해결할 수 있습니다 . 이 답변에는 상대성이 포함되어서는 안된다고 말한 것처럼 수학도 포함시키지 않습니다. 요약하면 Schwarzschild 반경은 이벤트 지평이 블랙홀에있는 곳입니다.

요약

어색하게 긴 답변을 제공하여 죄송합니다. 이해하지 못하는 내용을 이해하는 데 어려움을 겪고 있었고 특이점을 설명하면 도움이 될 것입니다. 이미 알고있는 것을 말하면 미안합니다. 이탤릭체로 남은 용어 중 일부를 살펴 보려면 Wikipedia 링크를 제공했습니다. 블랙홀 열역학 을보고 싶을 수도 있습니다.


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자, 제가 회의적입니다 : 수학적 현상으로 무한대를 상상할 수있는 것 외에도, 물체에 적용될 때 물리적 우주에서는 의미가 없을 수 있습니다. 무언가가 비인간적으로 큰 질량을 가지고 있기 때문에 우리는 그것이 무한한 것으로 붕괴 될 것이라고 믿을 이유가 없습니다. 큰 값은 공간에서 특별한 것이 아닙니다. 이 아이디어가 역사적 이유 때문에 과학자가 처음으로 거대한 덩어리가 있다는 것을 깨달았을 때 그들은 단수의 행동을 일으킬 것이라고 생각 했습니까? 그렇다면 무한한 고주파수를 가진 감마선에 대해서도 환상을 느끼지 않겠습니까?
stevie 2019

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특이점은 볼륨이 0 인 점입니다. 당신은 몇 가지 것들과 혼동되고 있다고 생각합니다. 질량은 무한대로 가지 않습니다. 질량이 너무 조밀 해지고 부피가 0이됩니다. "비인간적으로 큰 질량"이라고 말하면 질량은 무한대로되지 않습니다. 밀도는 무한대로갑니다. 특이점은 점의 밀도가 무한한 경우 에만 생성됩니다. @stevie
Featherball

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블랙홀의 사건 지평 내에서 매우 조밀 한 물체를 안정화시키는 방법이 있다는 전제에서 출발한다고 생각합니다. 에서 고전 일반 상대성 이론 특이점은 불가피하다. 일단 사건 지평 안으로 들어가면, 당신이 원하는 시간에 원하는 시간에 앞으로 나아가도록 강요되는 것과 같은 방식으로, 객체는 유한 한 시간 안에 특이점을 향해 움직이고, 도달하게됩니다.

따라서 클래식 GR 에서 블랙홀처럼 보이고 이벤트 지평이 있지만 어떤 특이점을 형성하지 않는 것은 불가능합니다. 그러나 우리는 고전적인 GR이 극도로 작은 (양자) 스케일로 분해되어야하므로 양자 중력 이론에서 특이점을 방지하기 위해 어떤 일이 일어날 가능성이 있다는 것을 알고 있습니다.

따라서 어떤 종류의 특이성을 피할 수있는 일반 상대성 버전을 완벽하게 발명 할 수 있습니다. 그러나 적어도 두 가지 요구 사항이 있습니다. (1) 고전적인 GR이 완벽하게 설명하는 다른 모든 것을 설명해야합니다. (2) 그렇지 않으면 무의미한 배꼽 응시 (IMO)이기 때문에 이벤트 지평 밖에서 관찰 가능한 결과가 있어야합니다.

NB : 웜홀과 같은 것이 (클래식 GR) 회전 블랙홀에서 가능할 수도 있지만, 나의 특이한 이해는 특이점 (더 이상은 아니지만)에도 불구하고 이러한 형태가 있다는 것입니다. 다시 말해, 특이점은 여전히 ​​존재하지만, 문제는 필연적으로 끝나지 않습니다 (그러나 다른 곳으로갑니다!)

당신이 무한 질량, 무한 힘 등에 관해 쓴 것들이 잘못되었습니다. 블랙홀의 질량은 중력 효과와 같이 잘 정의되어 있습니다. 유한 질량은 여전히 ​​제로 부피에 걸쳐 무한 밀도의 적분을 취함으로써 발생합니다.


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특이점을 무한 밀도의 점으로 설명하는 것이 일반적이지만 실제로는 그보다 더 일반적입니다. 시공간 메트릭에서 일종의 병리학 적 동작입니다. 특이점이 실제 물리적 현상인지 아니면 이론 (이 경우 일반적인 상대성 이론)이 더 이상 자연을 설명 할 수 없는지의 여부를 설명하는 것은 논쟁의 문제입니다.

펜로즈의 특이점 정리는 별과 같은 물체의 중력 붕괴가 불가피하게 특이점을 초래한다는 매우 합리적인 가정을 보여줍니다. 증거는 측 지적 불완전 성 (즉, 자유 낙하 물체의 타임 라인이 갑자기 종료 됨)입니다. 이것은 Schwarzschild 메트릭과 같은 이상적인 블랙홀 솔루션에서 발생하는 명백한 '무한 밀도'곡률 특이성과 동일하지 않습니다.


이것은 무한 값없이 특이점이 발생할 수 있음을 의미합니까? 그것은 매우 높은 가치에서 사물이 우리의 현재 지식과 다르게 행동 할 수 있다는 것을 의미합니까? 그러한 가치가 무한한가?
stevie

곡률 특이점은 시공간의 어느 시점에서 곡률이 "증가"하는 지점입니다 (즉, 제거 할 수없는 무한 값이 있음). 특이점이 유일한 것은 아닙니다. 예를 들어 곡률이없는 시공간을 구성하기는 쉽지만 원뿔형 특이점이 있습니다. 특이점 정리는 특이점의 정확한 특성에 대해 아무 것도 말해주지 않습니다. 곡률 특이점은 매우 대칭적인 메트릭스의 특징 일 수 있지만, 그렇지 않은 경우는 매우 그럴듯 해 보입니다.
존 데이비스

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물리적 수준에서 이것에 대한 많은 좋은 답변이 있지만, 나는 이것이 해결되지 않았으므로 간단히 대답 할 것입니다.

나는 무한히 큰 덩어리로 이어지는 무한한 큰 질량으로 이끌 수있는 무한한 큰 재산으로 어떤 것도 존재할 수 있다는 것을 받아들이는 데 어려움을 겪고 있습니다. 그것은 우주를 무한히 빠르게 파괴하지 않을까요?

블랙홀에 무한 점이있는 경우 (단수를 가진 경우에만 가능), 정의에 따라 무한대는 거리가 멀거나 거리가 멀어도 무한대가 아니며 무한대가 아닙니다. 그러므로 "무한 세력에 의해 우주를 파괴하십시오."우주가 원자보다 작거나 어쩌면 아무것도 할 수없는 특이한 지평선을 넘어서도 안전하고 합리적인 거리에서 구멍은 위험하지 않으며 우주를 위협하지 않습니다.

그래서 나는 초대형 물체가 특이점 일 필요없이 나쁜 일이 될 수 있다고 생각합니다.

구조에 Gravastars! 내가 필요한 것만 마지막으로, 우리 우주를 채우는 무한한 불쾌한 물체에 익숙하지 않은 일부 이론가들!

우선 물리 법칙이 무엇인지, 우리가 생각하는 것을 신경 쓰지 않습니다. "불쾌한"것들에 관해서는, 그것은 보는 사람의 눈에 있습니다.

2000 년 전, "지옥"은 가끔 화산에서 나오는 마그마였으며 지옥은 지구 내부에있었습니다. 오늘날 지구 내부는 우리를 보호하고 판 구조론을 제공하는 자기장을 생성하여 생명을 지니는 행성에 실제로 유용합니다. 지구 내부는 변하지 않았지만, 지구에 대한 인식은 엄청나게 바뀌 었습니다. 이제 우리는 지구 내부를 좋아하지만 2,000 년 전에 사람들은 그것을 두려워했습니다.

100 년 전, 모든 사람들은 우주가 은하수라고 생각했고 80 년 전에 우주가 영원하다고 생각했습니다. 허블이 300 년 전에 그가 말뚝에 불에 탔을 것이라고 말했다면, 그것에 대해 의심의 여지없이, "신성 모독"이라고 쓰여진 패와 함께

그것은 관점의 문제입니다. 완전한 그림이 아닙니다. 블랙홀은 모든 것을 먹고 탈출 할 수없는 훌륭한 "부기맨 (boogie man)"을 만듭니다. 그러나 그것은 큰 그림의 일부일뿐입니다.

아인슈타인 자신도 블랙홀이 무시 무시한 아이디어라는 것을 발견했습니다. (그는 양자 역학에도 관심이 없었습니다.) 그것은 영원을 넘어서 사건의 지평선 주위에 천천히 찌그러져있는 것입니다. 특정 관점에서 보면 거의 똑같습니다.

블랙홀이 그 안에 아기 우주 전체가있는 마법의 장소라고 제안하기까지 일부 이론은 사라졌다 . 나는 과학보다 창의적 사고가 더 많다는 것을 알지만 사실은 사건 지평 안에서 일어나는 일이 사건 지평 안에 머무르며 아무도 모른다는 것입니다.

일반적으로 블랙홀에서 :

그들은 매우 유용합니다. 블랙홀의 형성과 중력 붕괴와 붕괴로 인한 반동은 은하계에 무거운 원소를 생성하고 분포 시키며 블랙홀이나 뉴트론 별을 생성하는 붕괴에서 별 문제의 90 %가 날아갑니다. 은하로 되돌아가 10 % 정도만 재활용하면 붕괴 된 핵이 형성됩니다.

블랙홀은 별의 죽음에 대한 잔인한 작은 잔해라고 생각할 수 있지만, 큰 별들은 은하계를 가로 질러 너무 많은 물질을 재활용하고 분포시켜 매우 시원하다는 사실을 발견했습니다. 초 거대 블랙홀은 또한 은하 형성에 도움이되므로 간단한 사실은 블랙홀은 경로를 가로 지르고 싶지 않더라도 매우 유용하다는 것입니다.


이제 블랙홀 내부에서 일어나는 일에 대해서는 이미 그에 대한 좋은 대답이 있으며 특히 평신도이기 때문에 너무 길게하고 싶지는 않지만 이벤트 수평선 내부의 이국적인 지역에 대한 추측을 생각하는 것이 재미 있어요.

나는 개인적으로 특이점을 믿지 않습니다. 나는 (역학) 양자 역학의 파동과 전계 특성과 빈 공간이 예를 들어 입자 항 입자 쌍이 본질적으로 아무것도 아닌 것 (매파 방사선을 가능하게 함)으로 형성 할 수있는 특성을 가지고 있다는 사실을 알고 있습니다. 절대 특이점이없는 이국적인 공간.

나는 블랙홀 안에 물리적 물질이라고 불리는 것이 없다고 생각합니다. 표면의 물리적 성질보다 양성 자나 전자의 이국적인 성질과 유사하게 사물이 다르게 행동 할 것이라고 생각하지만, 그것은 단지 그 주제에 대한 나의 생각 일뿐입니다. 양자 중력 이론이 없다면,지도를 보는 맹인과 비슷합니다. 아무도 모른다. (너무 오래?)


자, 제 진짜 문제는 과학자들이 여기에서 무한 밀도 또는 특이한 행동을 추정 할 필요가있는 이유라고 생각합니다. 질량이 거대하고 적은 양으로 집중되어 있기 때문에 특별한 것이 아닙니다. 우주에서 항상 일어납니다.
stevie

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블랙홀은 중요한 의미에서 특이점이며, 의미있는 위치 또는 알려진 속도를 갖도록 정의되어 있지 않습니다. 나는 그것이 반지름이 0이라는 의미에서 특이성을 의미한다고 생각하지 않습니다.

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