이것은 물리 스택에 대한 의문의 여지가 있지만 상당히 기본적이므로 한 번하겠습니다.
시작하기 전에 무언가를 이해해야합니다. 우리가 이런 종류의 것을 측정하고 대답해야하는 이론적 프레임 워크는 1915 년 아인슈타인에 의해 제안 된 일반 상대성 이론 (General Relativity)이라고 불립니다. 이것은 중력, 블랙홀 또는 대량의 질량 또는 에너지 밀도가 관련된 모든 현상에 대해 설명합니다. .
물리학에는 양자 역학 (Quantum Mechanics)이라는 또 다른 장이 있습니다. 이것은 보통 아주 작은 규모에서 일어나는 일, 즉 아주 작은 것들을 설명합니다.
GR과 QM은 각자의 방식으로 훌륭합니다. 둘 다 현실에 대해 테스트되었으며 매우 잘 작동합니다. 그러나 그들은 서로 호환되지 않습니다. 의미 : GR과 QM 관점에서 한 번에 현상을 설명 할 수 없습니다. 또는 의미 : 우리는 우리가 적을 수있는 일관된 방정식 세트를 가지고 있지 않으며 GR과 같은 현실 관점이나 QM과 같은 관점에서 "추출"할 수 있습니다.
문제는 블랙홀의 중심이 매우 높은 질량 밀도와 매우 높은 중력이며 (그래서 GR 분야에서 바로) 매우 작으며 (따라서 "양자 모양")입니다. 이를 제대로 처리하려면 GR과 QM을 조정하고 한 번에 두 가지 모두를 사용해야합니다. 현재 물리에서는 불가능합니다.
우리는 블랙홀에 대해 이야기 할 때 GR에 충실해야합니다. 이것은 기본적으로 블랙홀의 중심에 대해 말하는 것이 불완전하고 추가 개정 될 수 있음을 의미합니다.
별이 죽고 블랙홀로 무너집니다. 가운데가 무엇입니까? 별의 질량은 널빤지 길이나 비슷한 크기로 압축 되었습니까? 블랙홀의 중앙에는 실제로 아무것도 없습니까? 핵심이 무언가로 붕괴 된 것입니다.
일반 상대성 이론에 따르면, 그것은 전혀 무너지지 않습니다. "매우 작음"뿐만 아니라 크기가 정확히 0이 될 때까지 작고 작습니다. 밀도는 무한대가됩니다.
"Plank length"라고 말할 수는 없습니다. GR과 QM을 결합 할 수없고 방법을 모르기 때문입니다. 우리가 여기 가지고있는 것은 GR 뿐이며 GR은 계속 진행되고 있다고 말합니다.
특이점이 물리적이 아니라 수학적 일 수 있습니다. 즉, 중심에있는 것은 실제로 제로 크기가 아닙니다. 특히 양자 역학은 제로 크기의 것들에 의해 기분이 상할 것입니다. 그러나 우리의 지식이 불완전하기 때문에 확실하게 말할 수는 없습니다.
"size"(공간을 의미 함) 및 "comes"(시간을 의미 함)와 같은 단어를 사용하고 있습니다. 그러나 블랙홀의 맥락에서 공간과 시간은 매우 심각하게 왜곡됩니다. 블랙홀이 "제로 크기"가되는 것은 제로 크기의 점까지 내려가는 것은 불행한 관찰자에게만 해당됩니다. 그러나 먼 외부 관찰자의 경우이 프로세스가 느려지고 무한대로 확장됩니다 (무한한 오랜 시간이 지나면 완료됩니다). 두 관찰자 모두 BTW가 맞습니다.
편집하다:
우리가 "단수에서 밀도가 무한하고 크기가 0"이라고 말할 때,이 언어는 별이 처음 붕괴 될 때 불행한 관찰자가 아래로 끌려가는 것에 적용됩니다.
그러나 먼 관찰자의 관점에서 볼 때 블랙홀은 여전히 0이 아닌 양 (BH의 사건 지평)에서 덩어리 덩어리 (원래 별)입니다. 이 관찰자에게, 그 물체의 밀도는 유한하며 그 크기는 확실히 0이 아닙니다. 이러한 관점에서 볼 때 BH에 떨어지는 것은 떨어지지 않는 것이 아니라 점점 느려지는 것입니다.
두 관찰자 모두 맞습니다. 따라서 "무한 밀도"에 대해 이야기 할 때 이것이 내부 관찰자의 관점입니다.
특이점이란 무엇입니까? 이런 식으로 시공간이 뒤틀리는 것입니까?
방정식에 0으로 나누기가 있거나 그 시점에서 방정식이 잘못 작동하는 경우 특이점을 얻습니다. 과학에는 여러 종류의 특이점이 있습니다.
http://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_singularity
블랙홀의 맥락에서, 중심은 GR 방정식에 따라 밀도와 중력이 무한대가되기 때문에 중력 특이점이라고합니다.
GR은 말한다 : 당신이 충분히 큰 물질의 덩어리를 가질 때, 그것은 그 자체로 그렇게 무너지기 시작하고 그것을 막을 것이 없습니다. 그것은 제한없이 계속 떨어지고 떨어집니다. 이 과정을 외삽하면 크기가 0이되고 밀도가 무한대가되는 경향이 있음을 쉽게 알 수 있습니다.
편집하다:
달리 말하면 밀도가 충분히 커지면 중력이 너무 커서 다른 힘이 그것을 견딜만큼 강하지 않습니다. 그것은 더 이상의 분쇄에 반대하기 위해 문제가 제기하는 모든 장벽을 분쇄합니다. 그 물질 덩어리는 단순히 부서져서, 그 자체의 중력은 그것을 점점 더 작게 그리고 더 작게 끌어 당깁니다. 현재의 이론에 따르면, 그것을 막을 것이 아무것도 없습니다 (QM은 그것을 막을 수도 있지만, 우리는 수학이 없기 때문에 그것을 증명할 수 없습니다). 그래서 그것은 계속 증가하는 중력의 악순환으로 스스로를 증가시킵니다.
공간과 시간은 실제로 사건의 지평선 안에서 병리학 적입니다. 이미 내부에 있다면 탈출구가 없습니다. 이것은 당신이 충분히 빨리 이동할 수 없기 때문 이 아니라 실제로 탈출구가 없기 때문 입니다. 어떤 방향으로 회전하든 공간과 시간 모두에서 중심 특이점을 찾고 있습니다. 사건 지평 내부에서 시작하여 바깥으로 이끄는 궤적은 없습니다. 모든 궤도는 특이점을 가리 킵니다. 사건의 지평선 안에 있다면 가능한 모든 미래가 중심 특이점에서 끝납니다.
그렇다면 블랙홀의 중심을 "단일성"이라고하는 이유는 무엇입니까? 0에 의한 모든 종류의 불연속성 및 나눗셈은 방정식에서 뛰어 넘기 때문에 수학을 한계로 밀어 넣으면 GR 프레임 내에서 블랙홀의 중심을 설명하려고합니다.
http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_singularity
일반적으로 물리학 자들은 특이점을 좋아하지 않습니다. 대부분의 경우 이는 수학적 장치가 고장 났음을 나타내며이 시점에서 다른 계산이 필요합니다. 또는 새로운 물리학이 그곳에서 일어나고 있으며, 오래된 물리학을 대체 할 수도 있습니다.
마지막으로, 블랙홀의 중심을 완벽하게 설명하기 위해 GR / QM 이론을 결합하지 않았기 때문에이 영역에서 순수한 GR 연구가 "잘못된"또는 "무용지물"이라는 의미는 아닙니다. 블랙홀 내부에서 임의의 판타지가 발생한다고 상상할 수있는 것은 아닙니다.
오늘날 천문학 자들은 블랙홀과 매우 유사한 우주 물체 를 관찰 하기 시작했으며 , 관찰 된 특성은 GR이 그러한 것들에 대해 예측 한 것과 매우 밀접한 관계에 있습니다. 따라서이 분야에 대한 연구는 적어도 천문학에서 오늘날 우리가 확인할 수있는 방식으로 올바르게 진행되고 있기 때문에 계속 진행되어야합니다.