Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Что такое горизонт Коши у чёрной дыры?

ФизикаАстрономия+1
Виктор Воронов
  ·   · 2,8 K
Астроном со станции "Звёздная"  · 22 янв 2022
Вопрос с пометкой "Осторожно: сложно". Попробую объяснить, начиная издалека.
Итак, всё в нашем мире устроено так, что будущее предопределяется прошлым. По крайней мере, в классической механике. Если мы будем говорить математически - задача предсказать будущее, зная начальные условия и закон какой-либо системы, которому она подчиняется (он должен быть задан дифференциальным уравнением, но это не суть важно) - это задача Коши. Причём доказано, задача Коши имеет единственное решение в классической механике.
Но классическая механика, особенно в космических масштабах - прошлый век. Часто здесь вылезает квантовая физика, великая и ужасная. Если быть точнее, там, где имеет место сильная гравитация, ну, понятно, что в космосе она имеет место быть, особенно если мы с Вами говорим о чёрных дырах (ЧД), которые весьма массивны, не менее весомую роль начинает играть общая теория относительности. Так вот здесь с задачей Коши - то есть с задачей по "предсказанию будущего по прошлому" всё сложнее.
В частности, учёными было показано - в чёрных дырах может существовать так называемый горизонт Коши - некая граница, за которой задача Коши перестаёт иметь единственное решение (что истинно в классической физике) - то есть будущее не предопределяются прошлыми событиями однозначно. Ну, логично - не единственное решение, значит - неоднозначно.
Отметьте себе - учеными также было вычислено, что такое возможно только при специально подобранных условиях, а при даже самом малом отклонении от них горизонт Коши исчезает. Такие условия оказались нереальными, и поэтому учёные сделали вывод - а не существует никакого горизонта Коши на самом деле.
Однако другие учёные затем оспорили это. По их мнению, если рассматривать некую ЧД, которая образовалась в результате действия собственной гравитации некоторой сферы, имеющей электрический заряд, причем учитывая то, что Вселенная расширяется с ускорением под действием тёмной энергии, то горизонт Коши очень даже может существовать, если электрический заряд достаточно велик. Если это так, то отталкивание одноимённых зарядов вместе с действием тёмной энергии противостоит гравитации достаточно эффективно, чтобы горизонт Коши не исчез - значит образуется область, где будущее не предопределено прошлым.
Вспоминается кот Шрёдингера, да? Помните такого? Тот, что ни жив, ни мёртв. Это квантовая механика. Так вот тут ещё сложнее, потому что в случае с нарушением предопределенности будущего прошлым в случае с котом Шрёдингера ещё хотя бы можно рассчитать вероятности каких-либо возможных событий или состояний системы в будущем по прошлому, а за горизонтом Коши предопределенность стирается напрочь, и никаких вероятностей подсчитать нельзя. Ну вот не зависит никак за ним будущее от прошлого. Без вариантов. Вообще.
Однако такие ЧД, с таким большим зарядом - увы - не обнаружены и навряд ли существуют. НО! Если вместо заряда взять момент импульса - что имеет место в ЧД, если она быстро вращается - то горизонт Коши может образоваться.
Но и это решение было оспорено - по мнению ещё одной группы учёных, даже при ЧД с электрическим зарядом горизонт Коши исчезает.
Давайте запишем некоторые выводы:
Горизонт Коши - это некая граница, за которой задача Коши перестаёт иметь единственное решение (что наблюдается в классической физике) - то есть будущее не предопределяются прошлыми событиями однозначно.
Вопрос существования горизонта Коши - спорный и нерешённый. Существование горизонта Коши в чёрных дырах (что являются самыми сверхмассивными объектами во всей Вселенной, то есть там мощнейшая гравитация, значит искать горизонт Коши нужно именно здесь) - не доказано. Но я скажу напоследок - отсутствие доказательств - не есть доказательство отсутствия.
На мой взгляд, товарищи, занимающиеся изучением чего-то, находящееся за пределами конкретики, просто ударились в сх... Читать дальше
Физик, доктор, интересны квантовая механика и...  · 21 янв 2022
Популярный ответ на этот вопрос потребует большого продолжительного труда. Скажу только, что вообще горизонт коши в пространстве времени это пространственноподобный гиперповерхность задание на которой начальных данных позволяет... Читать далее