本当に、本当に速い宇宙船はブラックホールに変わることができますか?

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この質問は、天文学キャストのエピソードでしばらく前に出されました。それは興味深い思考実験を提供しますが、質問への合理的に決定的な答えに到達することができます。

宇宙船が光速に近づくにつれて相対論的な質量を得ると同時に、その体積が相対論的な長さの収縮によって減少するシナリオを想像してみてください。これらの変更が無限の値に向かって継続できる場合(可能な場合)–ブラックホールの完璧なレシピがあるようです。

もちろん、ここでのキーワードは 相対論的。地球に戻ると、光速に近づいている宇宙船が実際に質量を増加させ、体積を縮小させているように見えます。また、宇宙船からの光はますます赤方偏移し、潜在的にほぼ黒くなるでしょう。これは、部分的に後退している宇宙船のドップラー効果である可能性がありますが、部分的には時間拡張効果でもあり、宇宙船のサブアトミック粒子の振動が遅くなり、低周波数で光を放出します。

したがって、地球に戻って、進行中の測定は、宇宙船がその速度が増加するにつれて、より大きく、より高密度になり、はるかに暗くなっていることを示している可能性があります。

しかし、もちろん、それは地球に戻っただけです。フォーメーションで飛行するそのような2つの宇宙船を送り出した場合、彼らはお互いを見て、すべてが非常に正常であることがわかりました。キャプテンは、地球を振り返ってブラックホールに変わり始めたときに、赤い警告を発するかもしれませんが、将来の宇宙船のキャプテンは相対論的な物理学について十分な知識を持っており、あまり心配する必要はありません。

つまり、天文学キャストの質問に対する答えの1つは、はい、非常に高速な宇宙船は、特定のフレーム(または複数のフレーム)からはブラックホールとほとんど区別がつかないように見える可能性があるということです。

しかし、それは決して 本当に ブラックホール。

特殊相対論を使用すると、相対速度が変化するときに、適切な質量(および適切な長さ、適切な体積、適切な密度など)から変換を計算できます。したがって、相対論的質量(長さ、体積、密度など)がブラックホールのパラメーターを模倣しているように見える基準点を見つけることは確かに可能です。

しかし、 リアル ブラックホールは別の話です。その適切な質量とその他のパラメータは、すでにブラックホールのパラメータです。実際には、そうでない場所に参照ポイントを見つけることはできません。

実際のブラックホールは、あらゆる基準フレームからの実際のブラックホールです。

(私は私の父を認めなければなりません–これをまとめるのを助けるためにアデレード大学の哲学の名誉教授であり、The Shape of Spaceの著者であるGraham Nerlich教授)。

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