- 主题:黑洞碰撞过程中,质量是怎么损失的?
并没有。
黑洞只有表面积,没有体积。
计算的时候,有时会把黑洞重力扭曲时空所压缩掉的空间当作是黑洞的“体积”来进行处理,但这并不意味着黑洞真的有体积。
克尔黑洞模型我目前还没算明白,这里不论。史瓦西黑洞在视界处发生了时空互换,一个维度的空间被逆转成了时间,在视界处被压缩到了无穷小(也就是零),所以此处(视界处)就是个体积为零极度扭曲的“面”,所以整个黑洞在外界宇宙看来体积是无穷小的。
【 在 molar 的大作中提到: 】
: 现在一般的叫法而言,都是将某一层视界以内的部分称为黑洞。在这个意义下黑洞肯定是有体积的。
: 至于黑洞内部(尤其是奇点附近)的几何结构,那肯定是没有观测事实的。
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FROM 117.133.86.*
克尔黑洞现在我还没掰扯明白,仅以史瓦西黑洞而言,黑洞“内部”这个概念并不存在。
因为在空间上,黑洞就是个极度扭曲的视界“面”,并不存在所谓的“内部”。
史瓦西黑洞的时空向量在视界处发生翻转。如果把指向“内部”的空间向量翻转而成的时间当作是“内”,那么黑洞“内”应该是黑洞的过去或者未来。相对论数学表达式不含时间箭头,过去未来是没法区分的。
至于“质量哪儿去了”这个问题,首先得明确“质量”的本质。史瓦西黑洞视界表面的时空翻转理论上可以摧毁任何时空结构。“质量”被摧毁重组后会变成什么,目前没人知道。
我摆弄史瓦西黑洞数学模型的感受是,时间、空间、质量、能量之类的基本参数,应该都是某种基本量经过运算变形后的复合产物,而不是什么不可拆分的基本量。这个世界真正的基本量,应该是动量乘以空间,或者能量乘以时间(两者等价)。这个基本量应该在时空翻转的时候保持不变,其它量全都会变得面目全非。
史瓦西黑洞数学模型是把质量当作基本量来处理的,时空翻转后依然是质量。这里应该是不对头的,因为会推出一些自相矛盾的东西来。将质量这个量拆分成包含时空向量的函数来处理,可以消解这些矛盾,但得出的东西物理意义不明,我不知道是个什么玩意儿。
【 在 iamqk 的大作中提到: 】
: 那按照目前的相对论来说
: 视界内部的质量分布是如何的
: 比如根据这个黑洞的质量大小以及年龄等信息进行推断
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FROM 117.133.86.*
惯性会让“有质量天体”沿世界线运动。
你再想想?
【 在 darkpain 的大作中提到: 】
: 首先两个黑洞是两个有质量的天体,惯性就会让两者分开。
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FROM 223.104.39.*
我又仔细看了一遍运算过程,觉得你说的不对。
【 在 molar 的大作中提到: 】
: 所谓“时空互换”这种东西,之前就说过,这就是个坐标效应,你换套坐标系就没这问题了。视界处的奇性也一样是这种坐标带来的,是坐标奇性,是可去的。。。
: 所以,“时空互换”这种现象,你花力气去做计算,用来做课后习题训练计算能力啥的,这没问题。但是不要基于此做啥物理或“哲学”思考,白费力气。
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FROM 223.104.39.*
时空互换翻转不对
【 在 molar 的大作中提到: 】
: 比如哪儿不对?
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FROM 120.244.158.*
我又仔细验算了,确定你应该是没研究过黑洞涉及到的几何。
应该也没看过霍金对黑洞的那些研究,或者没看明白。
【 在 molar 的大作中提到: 】
: 这取决于你指的是哪部分。
: 比如,在史瓦西时空中,“作为坐标的‘偏/偏t’矢量场,在视界内变成了类空的”,这种现象当然的确是有的,还有类似的“偏/偏x”场的变化也是这样。
: 但是非要把这种现象解释成什么时空互换,这纯粹就是震惊体的科普文儿故作惊人之语,没什么价值。尤其以此为基础,还要继续做什么哲学思考的话,那就更是做无用功了……
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FROM 223.104.39.*
你可以试着推导一下黑洞无毛定理,以及证明下黑洞表面积正比于它的质量,以及信息熵。
另外,黑洞没有体积,只有表面积。黑洞所在空间是非欧几何的典范,很多公开资料的计算其实错的离谱。
霍金辐射我还没开始看,只是知道其大概原理,但涉及到量子力学概率,还没信心读懂其数学推导。
【 在 molar 的大作中提到: 】
: 具体说呢?
: 可能不用总是去“验算”啥的。史瓦西黑洞的这些“互换”的现象一般广义相对论书都会讲,俺从来也没质疑过这些。当然,如果你有新发现,那可以详细说说。
: 而俺只是在说,那就是一个坐标依赖的现象,换套坐标就没有了,这部分多数教科书里面也都有。如果你觉着这有问题,进而觉着俺“应该是没研究过黑洞涉及到的几何”,也可以具体说说。
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修改:runfast FROM 223.104.39.*
FROM 223.104.39.*
我就是看闵可夫斯基微分几何推导广相推出来的这些东西。
从你的表述来看,你多半没怎么翻来复去的推广相方程,以及史瓦西黑洞解。
我看得很慢,一边看一边自己瞎捯饬,确实有很多很有意思的东西,直到现在也没看完,克尔解还没看到呢。
你大概是随便看了几眼就放一边了,没像我这样反复倒腾。
【 在 molar 的大作中提到: 】
: 前面两点跟什么“时空互换”都没关系。俺前面说的重点在于那个现象是坐标系依赖的,你看看能不能理解这一点。这件事情,你找本儿正经的广义相对论教材,大多都有。
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FROM 117.133.86.*
我不像你是科班出身,之前完全没这方面数学基础,当然只能从微分几何鼓捣开始。
难道研究相对论还有其他更好的数学工具?都得用闵可夫斯基的微分几何倒腾吧?
至于你说微分几何里没有相对论……这我不敢苟同。
从我倒腾的感觉来看,闵可夫斯基对广相的贡献可能比老爱还要大。只不过他有点醉心于在数学上倒腾,对物理不太感冒的样子,另外没有老爱那种敏感的直觉,不太感在数学没倒腾明白前就凭直觉放炮。
坐标依赖性我不知道你指的是不是相对论的坐标系协变操作,这是相对论思路的发端,狭相和广相的哲学思考基石,老爱创建相对论最大的凭借,这要不用上,那还倒腾啥相对论啊?
可去奇性就是通过坐标系的反复变换,用数学方法把无穷大给倒腾没,对吧?
不过目前只能把黑洞视界处的奇性倒腾掉,中心奇点还倒腾不掉。这块儿我个人猜测可能本来就是无穷大,用不着倒腾,它很可能代表黑洞内部时间向未来的无限延展。不过只是猜测。
我读书少,不是物理专业的,这都是自己看微分几何查黑洞方程解自己瞎倒腾的,你别忽悠我。
里面有啥问题请指出来,非常感谢。
另外,我也问你个专业问题,印证一下吧。你就说以黑洞视界外距离视界无限小的的地方,相对视界表面静止的地方为坐标系(也就是史瓦西黑洞模型),黑洞有没有体积?
【 在 molar 的大作中提到: 】
: 第一,从概念上,“闵可夫斯基微分几何”是指指啥?如果是指闵氏时空的话,那它里面没有广义相对论;如果是指闵可夫斯基写的《微分几何》的话,那更不会有广义相对论的内容了,他09年就挂了。
: 第二,感觉你不用反复强调自己“翻来覆去推”。咱在讨论具体问题,先把具体问题讨论清楚的吧。咱就是说,“坐标系依赖”、“可去奇性”这些概念能不能理解吧?
: 第三,至于说俺,这些东西上课写作业和论文的时候推过了。
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FROM 117.133.86.*
闵可夫斯基是爱因斯坦大学的数学老师。
不过他当时并不喜欢爱因斯坦,因为爱因斯坦对数学兴趣不大。
但后来爱因斯坦提出狭义相对论后,找到了闵可夫斯基寻求帮助,说自己关于相对论的很多思路缺乏合适的数学工具推演,希望得到帮助。
于是闵可夫斯基以洛伦兹变换为基础,演绎发展出了当时被称为“闵可夫斯基几何”的一套数学系统,爱因斯坦以之为基础,演绎出来了伟大的广义相对论。
是的,闵可夫斯基几何后来被人们称为“微分几何”。
我是网上随便找了本微分几何pdf生啃的,很难很难,但是很有趣。
我的进度很慢,目前只到史瓦西黑洞。实际上史瓦西黑洞部分也还有一些没搞清爽。
我猜你说的坐标系变化后黑洞体积从0变成非零,可能就是让坐标系中转起来,史瓦西黑洞变成克尔黑洞的结果。当然,只是瞎猜,现在克尔黑洞部分还没碰呢。
【 在 molar 的大作中提到: 】
: 各段分别回答如下:
: 从学微分几何开始学相对论,这个没有问题,这是“正途”。
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FROM 140.207.53.*