Bolehkah Kapal Angkasa Luar Benar-benar Cepat Menjadi Lubang Hitam?

Pin
Send
Share
Send

Soalan ini diajukan dalam episod Cast Astronomi beberapa waktu yang lalu. Ia menawarkan eksperimen pemikiran yang menarik, walaupun jawapan yang pasti dapat dijawab.

Bayangkan senario di mana kapal angkasa memperoleh massa relativistik ketika menghampiri kelajuan cahaya, dan pada masa yang sama isipadu dikurangkan melalui penguncupan panjang relativistik. Sekiranya perubahan ini dapat berlanjutan ke arah nilai yang tidak terhingga (yang mereka dapat) - nampaknya anda mempunyai resipi yang tepat untuk lubang hitam.

Sudah tentu, kata kunci di sini adalah relativistik. Kembali ke Bumi, dapat dilihat bahawa kapal angkasa yang menghampiri kelajuan cahaya, memang bertambah besar dan mengecil jumlahnya. Juga, cahaya dari kapal angkasa akan semakin berubah merah - berpotensi menjadi hampir gelap. Ini sebahagiannya boleh menjadi kesan Doppler untuk kapal angkasa yang merosot, tetapi juga sebahagiannya adalah efek pelebaran masa di mana zarah-zarah sub-atom kapal angkasa nampaknya berayun lebih perlahan dan karenanya memancarkan cahaya pada frekuensi yang lebih rendah.

Jadi, kembali ke Bumi, pengukuran berterusan mungkin menunjukkan kapal angkasa menjadi lebih besar, lebih padat dan lebih gelap ketika halaju meningkat.

Tetapi tentu saja, itu baru kembali ke Bumi. Sekiranya kita menghantar dua kapal angkasa seperti itu dalam formasi - mereka dapat saling melihat dan melihat bahawa semuanya cukup normal. Kapten mungkin memanggil amaran merah ketika mereka melihat kembali ke Bumi dan melihat bahawa ia mulai berubah menjadi lubang hitam - tetapi semoga para kapten kapal angkasa masa depan kita akan mempunyai pengetahuan yang cukup mengenai fizik relativistik agar tidak terlalu peduli.

Oleh itu, satu jawapan kepada soalan Astronomi Cast adalah bahawa ya, kapal angkasa yang sangat pantas kelihatan hampir tidak dapat dibezakan dari lubang hitam - dari kerangka rujukan (atau bingkai) tertentu.

Tetapi tidak pernah sungguh lubang hitam.

Relativiti khas membolehkan anda mengira transformasi dari jisim yang betul (serta panjang yang betul, isipadu yang betul, ketumpatan yang tepat dll) apabila halaju relatif anda berubah. Oleh itu, adalah mustahil untuk mencari titik rujukan dari mana jisim relativistik anda (panjang, isipadu, ketumpatan dll) nampaknya meniru parameter lubang hitam.

Tetapi a nyata lubang hitam adalah cerita yang berbeza. Jisimnya yang tepat dan parameter lain sudah menjadi lubang hitam - sesungguhnya anda tidak akan dapat mencari titik rujukan di mana ia tidak berada.

Lubang hitam sebenar adalah lubang hitam sebenar - dari kerangka rujukan apa pun.

(Saya mesti mengucapkan terima kasih kepada Ayah saya - Profesor Graham Nerlich, Profesor Filsafat Emeritus, University of Adelaide dan pengarang The Shape of Space, atas bantuan dalam menyusunnya).

Pin
Send
Share
Send