Beschleunigt sich Materie, wenn sie sich einem Schwarzen Loch nähert?

Wenn ja, woher wissen wir, dass es schneller geht? Verlangsamt sich die Zeit nicht mit zunehmender Schwerkraft? Wenn die Zeit um ein Schwarzes Loch langsamer wird, ist es dann möglich, dass Materie nicht wirklich schneller wird?

black-hole gravity

— Dwstein
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Zusätzlich zu RobJeffries 'Antwort kann ich, wenn Sie sehr interessiert sind, mit der Allgemeinen Relativitätstheorie vertraut sind und ein wenig Zeit übrig haben, youtube.com/watch?v=BdYtfYkdGDk diesen Videovortrag über die Funktionsweise der Schwarzlochphysik empfehlen . Dort wird auch die Beschleunigung und Verlangsamung besprochen.

— AtmosphericPrisonEscape

Es kommt darauf an, von welchem Bezugsrahmen aus wir die Objektgeschwindigkeit messen

— Donald Duck

Antworten:

Die Antwort lautet weder ja noch nein oder möglicherweise beides.

v = - (1 - \frac{r_{s}}{r}) {(\frac{r_{s}}{r})}^{1 / 2} c,

$v = -\left(1 - \frac{r_s}{r}\right)\left(\frac{r_s}{r}\right)^{1/2}c\, ,$

r_{s}

$r_s$

r

$r$

Wenn Sie diese Funktion graphisch darstellen (siehe Abb. 2 in Kapitel 6 von Taylor et al. - frei verfügbar), werden Sie feststellen, dass die Größe der Geschwindigkeit anfänglich zunimmt, wenn $r$ abnimmt, aber wenn $r\rightarrow r_s$ dann $v \rightarrow 0$ und fallendes Objekt scheint zum Stillstand zu kommen (tatsächlich kann dies nicht beobachtet werden, da das Licht des Objekts durch die Gravitation rot verschoben wird). Steigt die Geschwindigkeit jedoch zuerst an und verlangsamt sich dann bis zum Stillstand, so muss sie ein Maximum durchlaufen!

Die maximale beobachtete Geschwindigkeit in diesem Szenario wird bei erreicht $r=3r_s$ und $0.384c$ .

Natürlich ist diese Geschichte für verschiedene Beobachter unterschiedlich. Wenn Sie das fallende Objekt sind, steigt Ihre Geschwindigkeit durch den Ereignishorizont und in Richtung der Singularität. Andererseits würde ein Beobachter, der irgendwie in der Lage war, knapp über dem Ereignishorizont zu schweben, die Geschwindigkeit des fallenden Objekts genau unter $c$ messen, wenn es vorbeiging.

— Rob Jeffries
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Für diese Frage gibt es mangels Ja oder Nein wenig bis gar keine Aussagekraft in den Details.

— John

@ John was bedeutet dein Kommentar? Es erfolgt keine Ja / Nein-Antwort ohne Angabe von Bezugsrahmen und nach deren Maßangaben. Willkommen bei GR.

— Rob Jeffries

@RobJeffries Die Frage wird in einem Ja- oder Nein-Format gestellt. Details wichtig sind , obwohl sie sollten folgen die knappste und direkte Öffnung: ja oder nein [...].

— John

@ John Schwarz-Weiß-Antworten für eine Schwarz-Weiß-Welt? Die Antwort lautet weder ja noch nein. Ich habe das jetzt oben bearbeitet, aber es scheint kaum notwendig für eine 15-Zeilen-Antwort zu sein.

— Rob Jeffries

@dwstein Ja. Wenn das Schwarze Loch beispielsweise einen Schwarzschild-Radius von 1 km hätte, würden wir sehen, dass es sich auf 38,4% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, wenn es sich 2 km über dem Ereignishorizont befindet. Es scheint dann langsamer zu werden, wenn es sich dem Ereignishorizont nähert, aber es wird auch immer roter und dunkler. Im Durchschnitt würden wir nach relativ kurzer Zeit unser letztes Photon davon sehen.

— Steve Linton

Die Ausdehnung der Zeit ist nur aus der Perspektive eines Menschen relevant, der weit vom Schwarzen Loch entfernt ist. In der Nähe des Schwarzen Lochs schreitet die Zeit immer noch mit einer Geschwindigkeit voran, die für jemanden normal erscheint, der sich in der Nähe des Schwarzen Lochs befindet. Der Film Interstellar hatte eine großartige Darstellung dieses Phänomens: Die Astronauten Copper und Brand auf Millers Planeten in der Nähe des Schwarzen Lochs verbrachten nur wenige Stunden, aber der Astronaut Romilly alternde Jahrzehnte, da er weit vom Planeten entfernt blieb. Copper und Brand haben im Laufe der Zeit aus ihrer Sicht keine Veränderung erfahren.

Materie, die in ein Schwarzes Loch fällt, erfährt keine Veränderung in ihrer Zeitperspektive und scheint daher die Geschwindigkeit nicht zu verändern, außer was von der Anziehungskraft erwartet wird.

— Bob516
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