Алиска Мелисска
август 2017.
1660

Почему время идет медленнее у горизонта событий?

Ответить
Ответить
Комментировать
2
Подписаться
14
1 ответ
Поделиться

Напишу про чёрные дыры. Про удаляющийся космологический горизонт мало знаю.

Часы тикают медленнее из-за искривления пространства-времени

Согласно теории относительности время вообще идти не может. Это мы идём по времени, а наше восприятие превращает время в беспрерывный поток моментов. Так что для одного наблюдателя время всегда одинаково всюду. Разница на одинаковых часах возникает, когда измерение происходит в разных системах отсчёта и с разной геометрией пространства. Чем больше модуль гравитационного потенциала, тем медленнее тикают часы относительно часов, где модуль гравитационного потенциала меньше. У чёрной дыры огромная энергия, поэтому и модуль гравитационного потенциала огромен. Из-за этого пространство-время вокруг дыры сильно растянуто. Поэтому тот же временной отрезок занимает "больше места".


Представьте, что у нас два одинаковых куска пластилина. Один мы вытянули. Теперь он длиннее, но количество пластилина в куске осталось прежним. Так и с временем. Минута на Земле и на горизонте событий — одинаковые минуты. Но если сравнить, минута на горизонте событий длиннее. Почему энергия искривляет пространство время? Почему вытянутая минута локально не воспринимается вытянутой? Я не знаю.

Всё очень сложно

Под действием гравитации замедляются наблюдаемые события во времени, а не само время. За горизонтом событий время останавливается для стороннего наблюдателя. Это значит, что события, которые случаются внутри чёрной дыры никогда не случаются для наблюдателя снаружи. Выходит, события за горизонтом событий попросту пропадают из нашего времени О_о. А ещё, возможно, информация попавшая в чёрную дыру исчезает.

Дальше всё становится очень сложно. Нужно ввести собственное время, интервал, пространство Минковского, преобразования Лоренца. И совсем страшные тензор энергии-импульса и четырёхимпульс. За горизонтом событий время и пространство меняются местами на диаграмме Пенроуза. Пространство движется к сингулярности быстрее скорости света. Я пока не смог увязать всё это в единое понимание. Может кто-то из местных физиков понимает достаточно, чтобы объяснить лучше и простыми словами. В любом случае, по этому вопросу полного понимания нет ни у кого. Что происходит на квантовом уровне неизвестно.

Не ответил на вопрос исчерпывающе, но надеюсь, это прояснит для вас хоть что-то и направит на путь самостоятельного изучения.

Дмитрий Лебедевотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
24

Вы пишите: "Масса чёрной дыры огромна, поэтому гравитационный потенциал очень низкий" - это ошибка. Гравитационный потенциал в некой точке пространства пропорционален массе черной дыры (аттрактора) и обратно пропорционален удалению от черной дыры. Таком образом, вблизи черной дыры гравитационный потенциал огромный.

+4
Ответить

С удалением от центра потенциального поля потенциал и потенциальная энергия увеличивается и в пределе становится равным нулю. Вы говорите про модуль гравитационного потенциала. Если быть совсем точным, то мы оба неправы. Ведь "огромный" и "низкий" вообще ничего не значат.

+1
Ответить

Да да, вы правы. Смысл содержится только в разности потенциалов. В формальном же определении потенциала стоит знак минус, т.е. он определен от минус бесконечности до нуля. 

+2
Ответить
Ещё 3 комментария

Проверьте, пожалуйста, поправленный ответ.

0
Ответить

Это вектор и идём по нему мы. Определение вектора в физике и математике весьма строгое и "время" к этому определению совершенно не подходит. Лучше написать так: "это направление движения по нашей мировой линии".

"пространство-время вокруг дыры сильно растянуто". Все же лучше "искривлено".

В конце этого параграфа два почему. Они имеют один ответ. Он же ответ на главный вопрос: Известно, что Скорость = Расстояние/Время. Из-за искривления пространства расстояние (между точками А и В) увеличивается. Поэтому, ровно так же должно увеличиться и время (передачи светового сигнала от А до В), чтобы скорость света оставалась бы постоянной. Увеличение темпа времени и есть замедление часов.  

0
Ответить

Спасибо. Ещё подумаю, как поправить. Два почему были: 1. Почему энергия искривляет пространство? 2. Почему время не замедляется для локального наблюдателя? Что обеспечивает постоянство времени? Где его тактовый генератор? :)

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить