Vitesse de la lumière dans un trou noir

Si j'avais une source d'émission de photons directionnelle et que je la plaçais à l'intérieur d'un trou noir pointant vers le haut et vers l'extérieur vers l'univers visible, je suppose que les photons se déplaçant à la vitesse de la lumière ralentiraient et inverseraient la direction vers le centre.

Donc, si je prenais la même source et la plaçais à l'extérieur du trou noir pointant vers l'intérieur vers le centre du trou noir, puis-je supposer qu'un photon émis se déplacerait vers le centre plus rapidement que la vitesse de la lumière à laquelle il se déplace déjà?

black-hole photons

— tnt-rox
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Je vous ai voté parce que j'aime l'imagerie, mais la lumière ne se comporte pas comme ça. La lumière se déplace en ligne droite, ne se courbant que lorsque l'espace est courbé, ce qui est, de manière significative, à l'intérieur de l'horizon des événements du trou noir. Tous les chemins possibles de la lumière depuis votre courbe source vers la singularité, il n'y a pas de montée, de ralentissement ou de recul, il n'y a que toutes les directions pointant vers la singularité. Cela dit, je préfère ne pas en faire une réponse car je trouve toujours les diagrammes spatio-temporels déroutants.

— userLTK

Petit avertissement: toutes les réponses ici reposent sur l'hypothèse que notre compréhension des trous noirs (c'est-à-dire la relativité générale, ainsi que nos modèles de trou noir, notamment Schwarzschild et Kerr), continue de décrire l'intérieur de l'horizon des événements avec la même précision que il décrit l'extérieur. Nous n'avons aucune raison de croire quoi que ce soit d'autre, mais en supposant que ces modèles sont en effet (proches de) la vérité, nous ne pouvons jamais connaître la réponse réelle.

— Arthur

J'avais l'impression que les concepts "up" et "out" n'ont pas de sens dans le contexte de l'intérieur de l'horizon des événements d'un trou noir.

— emory

D'après ma compréhension limitée, des concepts comme «vitesse» et «direction» n'ont pas vraiment de sens à l'intérieur des trous noirs.

— user253751

@ Fandango68 Nous ne le faisons pas. Lorsque vous voyez "un trou noir non rotatif rond", imaginez "un trou noir dans lequel l'horizon des événements est la surface d'une sphère". Cela ne dit pas grand-chose sur la structure interne du trou noir, qui est généralement imaginée comme une sorte d '"entonnoir" (prenant des formes folles avec rotation et électromagnétisme impliqués) d'espace-temps fortement déformé qui peut ou non " fin "dans une singularité (qui ne peut être tout à fait décrite par la relativité générale). Et pourquoi arrondir l'horizon des événements? C'est plus facile en mathématiques. Nous avons également des modèles pour les trous noirs rotatifs et chargés, qui ne sont pas sphériques.

— Luaan

Réponses:

Ça ne marche pas comme ça. Un observateur à la source de lumière (et en fait n'importe quel observateur ailleurs) verra toujours la lumière se déplacer (dans le vide) à la vitesse de la lumière localement.

Il y a aussi un problème majeur avec votre expérience de pensée. Il n'est pas possible pour vous d'avoir une source de lumière stationnaire dans l'horizon des événements d'un trou noir. Elle, et tout le reste à proximité, doit se déplacer vers l'intérieur. C'est aussi inexorable et inévitable que le passage du temps pour un observateur en dehors de l'horizon des événements.

À mon avis, la meilleure façon «visuelle» de penser à la situation à l'intérieur de l'horizon des événements est d'imaginer vos photons de lumière comme le saumon essayant de nager en amont, alors que vous êtes sur un bateau qui coule avec le ruisseau et libère le saumon dans l'eau . Vous verrez toujours le saumon nager à une certaine vitesse par rapport à votre bateau. Malheureusement, si le ruisseau coule assez vite, le saumon ne progressera pas et vous serez tous deux balayés par une cascade (la singularité) un peu plus en aval.

De même, votre bon sens échoue avec la situation de tirer de la lumière vers un trou noir. La lumière est toujours mesurée pour avoir une vitesse de localement . C'est le suivi des conséquences de ce principe qui conduit à tous les comportements étranges que présentent les trous noirs. $c$

— Rob Jeffries
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@ tnt-rox Il n'y a rien de tel qu'un observateur statique (parfois appelé observateur de coquille) à l'intérieur de l'horizon des événements.

— Rob Jeffries

c

$c$

N'essayez pas ceci à la maison.

— Strawberry

Je me souviens que Leonard Susskind avait utilisé le même "poisson nageant en amont" dans ses conférences. Il capture bien l'essence.

— TT.

@EricDuminil J'avais l'impression que la lumière voyage toujours à c, mais dans un non-vide, elle ricoche des particules, lui faisant prendre un chemin plus long et la rendant plus lente.

— Feathercrown

Vous ne pouvez pas dépasser la vitesse de la lumière "localement". Mais vous pouvez imaginer -see- ^* distances augmentent plus vite que la vitesse de la lumière .

Si en voyageant vous voulez dire "se déplacer par rapport à l'espace-temps local", alors la lumière ne peut pas voyager plus vite que la vitesse de la lumière. Dans votre exemple, la distance augmente plus vite que la vitesse de la lumière, car l' espace-temps est traîné à l'intérieur du trou noir par sa gravité.

_{* En fait, vous ne pouvez pas le "voir", car vous auriez besoin de certaines informations à transférer d'une manière ou d'une autre pour faire de même! Ce n'est pas possible, à cause de cette fichue c limitation.}

— J. Chomel
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@ j-chomel ta réponse est brillante, j'aime particulièrement les "distances qui augmentent plus vite que la vitesse de la lumière" maintenant que je commence à saisir ce concept.

— tnt-rox

@ tnt-rox, j'avais une question similaire il y a quelque temps et j'ai beaucoup appris des réponses que j'ai obtenues: astronomy.stackexchange.com/questions/19909/… .

— J. Chomel

C'est exactement la raison pour laquelle le diamètre de l'univers visible (93 milliards d'années-lumière) peut être supérieur au nombre d'années depuis sa création (13,8 milliards d'années).

— vsz

La vitesse de la lumière restera constante. Bien que la façon dont il est perçu près d'un trou noir change avec où et comment il est perçu, il restera constant. La vitesse de la lumière n'augmente ni ne diminue simplement parce qu'elle est proche d'un trou noir.

— Matière noire
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