www.unian.net
Георгий Чахоян
июнь 2017.
2758

Почему замедляется время у чёрной дыры?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
4
3 ответа
Поделиться

По Теории относительности Эйнштейна, время для разных наблюдателей течет по-разному. При скоростях, близких к скорости света, время протекает медленнее для движущегося объекта. То есть, скорость света абсолютна и является скоростью, которой невозможно достичь, а время относительно. 

Эйнштейн понял, что гравитация возникает вследствие искривления пространства-времени. Эту концепцию он назвал общей теорией относительности. В искривленном пространстве-времени частицы движутся по кратчайшим траекториям. Общая теория относительности подразумевает, что темп времени зависит от гравитационного поля. Но для жителей, например, разных этажей, эта разница в восприятии хода времени очень незначительна. Но вот массивные объекты деформируют и как бы "стягивают на себя пространство-время. И возле них время течет медленнее, чем вдалеке от них.

Черные же дыры - это объекты, обладающие столь огромной массой, что искривляют пространство-время насильно сильно, что образуют бездонный провал в нем. И оттуда вернуться невозможно, однажды упав туда. У любой черной дыры есть т. н. горизонт событий - граница, пересекая которую, объект уже не вернется назад и будет поглощен сингулярностью. Для внешнего наблюдателя путешественник будет затягиваться черной дырой все медленнее, а перейдя через горизонт событий, вовсе остановится.

8

И всё же, =почему= время замедляется у чёрной дыры?

+1
Ответить

Вопрос: Почему время замедляется у чёрной дыры? 

Ответ: Время замедляется у чёрной дыры. 

Уже который раз натыкаюсь на подобные «ответы». 

+2
Ответить

Сергей, я уже нашёл ответ.

С точки зрения теории относительности, ситуация обстоит точно наоборот: время течёт медленнее в некоторых областях пространства и =поэтому= возникает гравитация, направленная к области замедления времени. В результате, туда попадает больше массы, что приводит к ещё большему замедлению времени, что, в свою очередь, приводит к большей гравитации и т. д.

0
Ответить
Прокомментировать

Потому что чёрная дыра имеет массу.

Общая теория относительности рассуждает так: объекты, имеющие массу, искривляют пространство-время.

Вот и весь ответ. Но если не понятно, я попробую повторить его помедленнее и поподробнее.

Вопрос возник из-за того, что большинство не-физиков привыкли рассуждать о чёрной дыре следующим образом: "Есть некий объект (чёрная дыра), у которого ТАКАЯ большая масса, что из-за этого возникает ТАКАЯ большая гравитация, что аж свет не может вылететь. Так и получается горизонт событий. А время, неверное, замедляется из-за чего-то, связанного с гравитацией".

В то время как с точки зрения теории относительности правильно рассуждать иначе: "Есть некий объект (чёрная дыра), у которого ТАКАЯ большая масса, что она вызывает ТАКОЕ сильное искривление пространства и ТАКОЕ сильное замедление времени, что возникает непреодолимая пространственно-временная граница (известная как горизонт событий). А гравитация является следствием искривления пространства-времени".

Не-физику такое рассуждение может показаться противоестественным, но это именно так. Замедление времени первично. Гравитация является результатом замедления времени.

P. S. Если кому-то хочется больше подробностей на тему "и всё же почему" - читайте комментарий к ответу.

3

Это безусловно полезный факт, но ответа всё равно нет. Разумеется, понятно, что дело в массе, но ПОЧЕМУ замедляется? Почему не ускоряется, например? 

0
Ответить

Да. Я понимаю. Но это наиболее фундаментальный ответ, который есть у человечества на данный момент.

На самом деле, наука не способна дать по настоящему исчерпывающий ответ на вопрос "почему (то или иное) устроено в мире именно так". Может, это случайность, может, это бог так придумал (я лично считаю это маловероятным). Может, есть какие-то другие неизвестные (пока что?) причины.

Аналогия: Людям, которые не слишком много интересуются наукой, может казаться, что наука совершает некие прямо буквальные открытия, как будто картографы приходят на новую территорию и фиксируют тот ландшафт, который там объективно есть и каким он всегда объективно был (представим, что земной ландшафт всегда остаётся неизменным). Но в реальности гораздо правильнее считать, что наука =придумывает= (!) взаимосвязи. Мы не знаем (и, вполне возможно, никогда не сможем узнать) правильно ли мы что-то придумали или нет. Мы лишь чертим нечто приблизительное, то, что достаточно хорошо подходит. Мы подгоняем наши идеи под наши наблюдения. Но это всё довольно-таки внешнее. Мы не знаем внутренних механизмов, которые движут природой. И на данный момент нет никакой возможности узнать их достоверно.

Итак. На данный момент, мы (люди) узнали, что масса неразрывно связана с искривлением пространства-времени. Почему это так? Кто виноват? Что делать? Этих ответов нет.

Единственное, что мы можем сказать, это: 1) наша нынешняя физическая концепция мира заключается в том, что масса неразрывно связана с искривлением-пространства времени (то есть, масса "вызывает" искривление пространства времени); 2) гравитация - это то, что "само-собой" получается как результат искривления пространства-времени.

Второй пункт (каким образом из искривления пространства-времени получается гравитация) в науке разобран очень подробно, там всё посчитано и показано.

А вот первый пункт является фундаментальным. Про него можно сказать лишь "так есть (наверное)".

+1
Ответить

> Почему не ускоряется, например?

Потому что при таких условиях материя не притягивалась бы друг к другу. Следовательно - не образовались бы звёзды и планеты. Следовательно - человека (и, возможно, любая другая разумная жизнь) не существовало бы.

То есть, чтобы человек появился, =необходимо=, чтобы масса именно замедляла время, а не ускоряла.

Возможно, существуют другие вселенные, где масса (или некий её аналог) ускоряет время. Но в этих вселенных невозможно возникновение разумной жизни. Поэтому закономерно, что мы живём во вселенной, где масса замедляет время, а не ускоряет.

+1
Ответить

Может быть, несмотря на длинный комментарий, мне не удалось в полной мере раскрыть свою мысль. Ещё немного: научная логика говорит нам, что по настоящему познать саму суть природы невозможно. У нас нет никаких (совсем никаких) возможностей, для того, чтобы познать саму суть. Поэтому наука занимается лишь обнаружением и описанием закономерностей. Она никогда не отвечает (и не способна ответить) на вопрос "почему это так".

0
Ответить
Прокомментировать

Короче, попробую ответь так, как понял этот процесс сам. Наверное кое-что будет некорректно, потому что я не физик и даже не технарь по складу ума, так что увидев ошибку в рассуждениях, смело бросайте в меня камень. 

Время в термодинамике (наука, максимально близкая к реальному положению дел относительно понятия «время») это, по сути, вселенская энтропия, то есть необратимое рассеивание энергии, постепенное «остывание» Вселенной, которое происходит благодаря непрерывному движению атомов (напоминаю, что из атомов состоит вся материя). Это, кстати говоря, в конечном итоге приведёт к полному остыванию Вселенной, где никакие термодинамические процессы уже не смогут произойти и время, соответственно, остановится. 

Так вот. Вблизи чёрной дыры, из-за воздействия сверхмощной гравитации, энтропия объектов замедляется, то есть они «остывают» медленнее. Почему это происходит: гравитация влияет на пространственно-временной континуум, а если быть точнее, «растягивает» его. То есть наблюдаемый отрезок пространства рядом с чёрной дырой будет значительно «длиннее», чем такой же отрезок где-нибудь в вакууме свободного космоса (или на Земле). Чтобы пробежать километр здесь, потребуется около 5 минут, а возле чёрной дыры - что-нибудь около 5 лет (настолько там «растянуто» пространство-время). 

Таким образом для стороннего наблюдателя, который будет видеть «растянутый» километр близ чёрной дыры именно как привычный ему километр, движения наблюдаемого объекта там будут восприниматься как ооочень медленные. А внутри чёрной дыры - практически остановятся. 

0

> увидев ошибку в рассуждениях

Мой ответ написан по соседству с вашим. Искривление пространства-времени (в частности относительное замедление времени) - первично, гравитация является =следствием= (а не причиной) искривления пространства-времени.

+1
Ответить
Прокомментировать
Ответить