تاثیر گرانش بر هندسه فضازمان درون سیاهچاله

توضیح اینشتین از غیرقابل توضیح

در پست قبلی (# 1. آیا قوانین فیزیک در سیاهچاله شکسته می شوند؟< https://theimagineershome.com/face_book_posings.htm >>) ما تعریف کردیم که وقتی ماده در یک سیاهچاله می افتد چه اتفاقی می افتد و چرا یک تکینگی نمی تواند در مرکز آن با توجه به چارچوب های مرجع اینرسی که توسط انیشتین تعریف شده است تشکیل شود. با این حال، اکنون می‌خواهیم توضیح دهیم که چرا انسان نمی‌تواند از نظر تأثیراتی که گرانش بر هندسه جهان فضا-زمان خود می‌گذارد، شکل بگیرد.

فیزیکدان آلمانی کارل شوارتزشیلد اولین کسی بود که وجود یک سیاهچاله را پیش بینی کرد، زمانی که در سال 1915 راه حلی برای معادلات میدان انیشتین یافت که وجود یک جسم کاملاً کروی را پیشنهاد می کرد که در فضای خالی دیگری جاسازی شده بود که حتی نور نیز نمی تواند از آن فرار کند. مشاهدات سیاهچاله ها وجود این اجرام کروی را تایید کرده است
او همچنین تعیین کرد که افق رویدادش نسبت به مرکزش در رابطه با قدرت میدان گرانشی اش کجا باشد. او همچنین این فرضیه را مطرح کرد که ماده، پس از گذشتن، همچنان به سمت مرکز “سقوط” خود ادامه می دهد و یک تکینگی را تشکیل می دهد که در آن تمام جرم آن در یک نقطه یک بعدی متمرکز شده است.

با این حال، مشاهدات و معادلات میدانی انیشتین نشان می دهد که ماده ممکن است تکرار نشود و پس از مواجهه با افق رویداد در یک نقطه تک بعدی یا یک بعدی متمرکز شود.

همانطور که قبلا ذکر شد، نور نمی تواند از یک سیاهچاله فرار کند، بنابراین ما نمی توانیم آنچه را که پس از عبور از افق رویداد برای ماده اتفاق می افتد مشاهده کنیم. این بدان معناست که فیزیکدانان فقط می توانند از مشاهدات آنچه که برای ماده رخ می دهد قبل از برخورد با آن و معادلات میدان انیشتین استفاده کنند تا بفهمند پس از وقوع آن چه اتفاقی برای آن می افتد.

قبلاً ذکر شد که شوارتزشیلد این فرضیه را مطرح کرد که ماده پس از عبور از افق رویداد به سمت مرکز سیاهچاله سقوط می کند و یک تکینگی در مرکز آن تشکیل می دهد.

با این حال، مشاهده و همانطور که در پست قبلی ذکر شد شماره 1 نشان داده شده است. آیا قوانین فیزیک در یک سیاهچاله شکسته می شوند؟< https://theimagineershome.com/face_book_posings.htm >>) با نزدیک شدن به افق رویداد، ماده آهسته‌تر و کندتر حرکت می‌کند، در نهایت زمانی که انجام می‌شود متوقف می‌شود، این نشان می‌دهد که تکینگی نمی‌تواند تکرار شود، نه شکلی که در مرکز آن قرار دارد.

این به این دلیل است که معادلات میدان انیشتین، که برای تعیین محل وقوع افق رویداد سیاه‌چاله استفاده می‌شد، این کار را بر حسب جایی که قدرت میدان گرانشی آن نسبت به مرکز آن به اندازه‌ای قوی است که چنین افق را ایجاد کند، انجام داد. با این حال، این بدان معنی است که در هر نقطه در امتداد شعاع یک سیاهچاله که انرژی گرانشی کافی برای ایجاد آن وجود دارد، یک افق رویداد درونی وجود خواهد داشت. به عبارت دیگر، با وجود اینکه نمی‌توانیم آنها را مشاهده کنیم، معادلات میدانی اینشتین، که شوارتزشیلد برای پیش‌بینی وجود افق رویداد از آن استفاده کرد، به ما می‌گوید که یک سیاه‌چاله ممکن است خود را تکرار کند، ممکن است متشکل از یک سری حفره‌های داخلی در هر نقطه از طول باشد. شعاع

بنابراین معادلات او به ما می گوید که در هر نقطه از سیاهچاله که پتانسیل گرانشی کافی برای ایجاد یک افق رویداد درونی وجود دارد، ماده باید مشابه رفتاری را که هنگام برخورد با آن انجام می دهد، مشاهده کنیم.

این نشان می‌دهد که ماده خودش را تکرار نمی‌کند، به حرکت خود به سمت مرکز سیاه‌چاله ادامه نمی‌دهد تا یک تکینگی تشکیل دهد، اما مانع گرانشی که در هر نقطه‌ای وجود دارد که پتانسیل آن به اندازه‌ای زیاد است که یک سیاهچاله را ایجاد کند، از این جلوگیری می‌شود.

بنابراین اگر یک تکینگی در مرکز یک سیاهچاله نباشد، چیست.

می دانیم که متراکم ترین شکل ماده مرئی در یک ستاره نوترونی یافت می شود، جایی که نیروهای گرانشی به اندازه کافی قوی هستند تا بر نیروهایی که الکترون ها، پروتون ها و نوترون ها را از هم دور نگه می دارند غلبه کنند.

با این حال، پتانسیل گرانشی آنها برای ایجاد یک سیاهچاله به اندازه کافی بزرگ نیست.

مشاهدات همچنین به ما می‌گویند که اگر یک ستاره نوترونی جرم و انرژی کافی برای تشکیل یک افق رویداد را جذب کند، می‌تواند به سیاه‌چاله تبدیل شود. با این حال، این بدان معنا نیست که هسته نوترونی آن تا حد تکینگی فرو می ریزد. این به این دلیل است که همانطور که نشان داده شد، معادلات میدان انیشتین به ما می‌گویند که انحنای فضازمان در هر نقطه از سیاهچاله که پتانسیل گرانشی به اندازه کافی بزرگ است، یک افق رویداد درونی ایجاد می‌کند.

این نشان می دهد که سیاهچاله ممکن است تکرار نشود نه از ماده ای تشکیل شده است که کاملاً تا حد تکینگی فرو ریخته است، بلکه از هسته یک ستاره نوترونی و ماده “در مدار” یا درون لایه های متوالی در هندسه کروی تشکیل شده است. فضا-زمان، که افقی از رویدادها را مشخص می کند.

این نشان می دهد که ممکن است یک تکرار وجود داشته باشد.

این می تواند مشابه نحوه گردش یک سیاره یا گرفتار شدن در میدان گرانشی یک ستاره باشد. جرم کل یک منظومه ستاره ای شامل خورشید و سیاراتی است که در حجم فضا-زمان به دام افتاده اند که میدان گرانشی آن را ایجاد کرده است.

به همین ترتیب، کل جرم یک سیاهچاله ممکن است دوباره از هسته یک ستاره نوترونی تشکیل شود و ماده برای همیشه در افق رویداد درونی آن به دام افتاده باشد.