ブラックホール内の光の速度


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指向性の光子放出源があり、可視宇宙に向かって上向きで外向きのブラックホール内に配置した場合、光の速度で移動する光子は減速し、方向が中心に戻って戻ると思います。

したがって、同じ光源を取り、ブラックホールの外側をブラックホールの中心に向かって内側に向けると、放出されたフォトンは、すでに移動している光の速度よりも速く中心に向かって移動すると想定できますか?


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私は画像が好きなので投票しましたが、光はそのように振る舞いません。光は直線的に進み、空間が曲がっているときにのみ曲がります。空間が曲がっているのは、ブラックホールのイベントホライズンの内側です。ソースカーブから特異点に向かうすべての可能な光路は、上昇、減速、反転することはなく、すべての方向が特異点を指します。とはいえ、私はまだ時空図が紛らわしいと感じているので、これを答えにしたくない。
userLTK

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小さな警告:ここでのすべての答えは、ブラックホールの理解(つまり、一般相対性理論と、ブラックホールのモデル、特にシュワルツシルトとカー)が、同じ精度でイベントホライズンの内側を記述し続けるという仮定に依存しています。それは外側を説明しています。他のことを信じる理由はありませんが、これらのモデルが実際に(ほぼ)真実であると仮定すると、実際の答えを知ることはできません。
アーサー

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私は、「上」と「外」という概念は、ブラックホールのイベントの地平線の内側の文脈では意味をなさないという印象を受けていました。
エモリー

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私の限られた理解から、「速度」や「方向」などの概念は、ブラックホールの内部ではあまり意味がありません。
user253751

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@ Fandango68ありません。「丸い非回転ブラックホール」が表示されたら、「イベントホライズンが球体の表面であるブラックホール」を想像してください。ブラックホールの内部構造についてはあまり言及していませんが、通常、「ファンネル」(回転と電磁気を伴うクレイジーな形状をとる)のようにイメージされます。 (一般相対性理論ではまったく説明できない)特異点で終了します。そして、なぜラウンドイベントの地平線?数学的には簡単です。また、球体ではない回転および荷電ブラックホールのモデルもあります。
ルアーン

回答:


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それはそのようには機能しません。光源の観測者(および実際、他の観測者)は常に、局所的に光の速度で(真空内で)移動する光を見ることになります。

思考実験にも大きな問題があります。ブラックホールのイベントホライズン内に固定光源を配置することはできません。それ、およびその近くにある他のものはすべて、内側に動いている必要あります。これは、イベントの水平線の外にいるオブザーバーの時間の経過と同じように容赦がなく、避けられません。

私の意見では、イベントの地平線内の状況についての最良の「視覚的」な考え方は、川に沿って流れるボートに乗ってサーモンを水に放している間に、サーモンのような光の光子が上流に泳ぐことを想像することです。あなたは常にあなたのボートに対してある速度で泳ぐサーモンを見ます。残念ながら、ストリームが十分に速く流れると、サーモンは何も進行せず、両方とも少し下流の滝(特異点)を通過します。

同様に、あなたの常識は、ブラックホールに向かって光を発する状況で失敗します。光は常に局所的に速度を持つように測定されます。ブラックホールが示すすべての奇妙な振る舞いにつながるこの原則の結果をフォローしています。c


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@ tnt-roxイベントホライズン内には、静的オブザーバー(シェルオブザーバーとも呼ばれます)のようなものはありません。
ロブジェフリーズ

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「真空」という言葉はありませんか?光は常に伝わるとは限りません。c
エリックドゥミニル

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自宅でこれを試さないでください。
イチゴ

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レナード・サスキンドが彼の講義で同じ「上流に泳ぐ魚」を使ったことを覚えています。それは本質をうまく捉えています。
TT。

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@EricDuminil私は、光は常にcで移動するという印象を受けましたが、非真空では粒子を跳ね返して、より長い経路を取り、SEEMを遅くします。
フェザークラウン

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「局所的に」光の速度を超えることはできません。しかし、あなたは想像することができます* 距離は光の速度よりも速く増加します

移動によって「ローカル時空と比較して移動する」ことを意味する場合、光は光の速度より速く移動することはできません。あなたの例では、時空は重力によってブラックホールの内側に引きずられるため、距離は光の速度よりも速く増加します。

*同じことを行うには何らかの情報を転送する必要があるため、実際にはそれを「見る」ことはできません!これは、このいまいましい、可能ではないCの制限。


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@ j-chomelあなたの答えは素晴らしいです。私はこの概念を理解し始めた今、特に「距離が光の速度よりも速く増加する」のが好きです。
tnt-rox

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@ tnt-rox、私はしばらく前に同様の質問をし、私が得た答えから多くを学びました:astronomy.stackexchange.com/questions/19909/…
J.ショメル

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これがまさに、可視宇宙の直径(930億光年)が、誕生以来の年数(138億年)よりも大きくなる理由です。
-vsz

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光の速度は一定のままです。ブラックホールの近くで知覚される方法は、それがどこでどのように知覚されるかによって変わりますが、一定のままです。光の速度は、ブラックホールに近いという理由だけで増加または減少することはありません。

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