既然越靠近黑洞視界時間越慢,地球又如何『等』到兩個黑洞的合併,並觀察到引力波?
11-27
越靠近黑洞時間越慢,外界永遠無法等到物質進入黑洞視界瞬間。若是如此,兩個黑洞的合併,外界不是永遠等不到嗎?
補充:參考另一個問題 黑洞真的是吞噬了物體嗎? - 物理學
@Mandelbrot的回答:從貓的角度來看,老鼠已經停止了。就算等到時間的盡頭,老鼠也不會掉進視界。
那麼,從地球的角度看,就算等到時間的盡頭,黑洞A也不會掉進黑洞B視界?地球又如何能觀測到合併產生的引力波?
物體掉落的過程對於遠處觀測者來講的確是時間無限長的一個過程。
當物體掉落到黑洞視界時,對於遠處觀測者來講,往後的過程已經完結。我們永遠也無法觀測到往後的發生。
但是,黑洞合併的過程不單單是兩顆黑洞外形合併的過程,這是兩顆黑洞「質量」合併的過程。
有研究表明,物體在跌落黑洞的過程中,其質量一直在損失,而黑洞質量一直在增加。當物體觸碰黑洞視界的一瞬間,其質量已經損失完畢,黑洞的質量也增加完畢。要理解這個過程,一定要理解質量的定義,質量的存在不是物質本身。
所以,對於遠處觀測者來說,事件在物體觸碰視界前一直在發生。兩顆黑洞的碰撞也停止於視界的掩蓋。但質量的交換與合併,在視界掩蓋完成後也已經完成。這是個同時剛剛好的過程。
所以兩顆黑洞的合併,引力波的最後碰撞完成,黑洞合併後的視界膨脹,在遠處都是剛好能夠觀測到的。但此之後的事件,人類觀測不到。
所以,我們今天觀測到的引力波的最後一瞬間,應該是視界的合併完成那一瞬間。這引力波的最後過程LIGO觀測是0.4s,但可能這個真實的過程是0.0000……4s
另外關於誰吸收誰的問題。這應該是一個好問題,類似於雙生子佯謬,懂黎曼幾何就不會問出這樣的問題。應該也有一套理論可以描述誰吸收誰的問題。
但這應該不是廣相的研究範疇了。
黑洞視界附近時間變慢只是對於黑洞外的遠端觀測者有效,這個效應叫「表觀效應」,其原因是如果一個遠端觀測者目擊一個被吸入黑洞的實驗者,因為引力紅移的存在,使得實驗者身上發出的可見光波長被無限拉長。實際效果是這樣的,對於遠端觀測者來說,這個被吸入黑洞的實驗者越靠近黑洞的視界速度就會變得越來越慢(不僅是速度,包括該實驗者身上的一切物理過程)。最後遠端觀測者會驚奇地發現這個實驗者被永久的停留在黑洞的視界面上,如果這個實驗者帶著個手錶,遠端觀測者還會發現手錶居然停了(時間停止)。不過這種情況不會一直持續下去,遠端觀測者會發現這個實驗者慢慢的變紅,由紅到黑最後消失於視線中。
那麼對於那個實驗者究竟發生了什麼?實際情況是那個實驗者根本沒在黑洞視界上做過任何停留,而是直接被吸入黑洞裡面去了,他的時間也沒有任何變化,一直正常流逝。
參照系,參照系啊
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