Strona głównaPytania → Co się dzieje w czarnej...

Co się dzieje w czarnej dziurze?

Pytanie

Pyta Sebastian

W wykładzie dla fizyków na temat czarnych dziur wspomniano, że za horyzontem zdarzeń czas i przestrzeń „są odwrócone”. To znaczy ciało nie mając możliwości co do drogi (jak mi się wydaje, krzywizna przestrzeni dopuszcza jeden kierunek w stronę osobliwości) może poruszać się, w obie strony, względem czasu! Tzn. rakieta wewnątrz czarnej dziury odpalając silniki nie zmienia współrzędnych przestrzennych, ale czasowe. to znaczy przemieszcza się w czasie! Czy tak jest?

Odpowiedź

Odpowiada prof. Marek Demiański

Tak, to są często powtarzające się nieporozumienia związane z bardzo powierzchownym opisem tego, co się dzieje wewnątrz czarnej dziury w różnych popularnych książkach i opracowaniach. Wewnątrz czarnej dziury czas i przestrzeń istnieją, tak jak istnieją na zewnątrz czarnej dziury. Jednak własności czasoprzestrzeni wewnątrz czarnej dziury drastycznie różnią się od własności czasoprzestrzeni na zewnątrz czarnej dziury. Czasoprzestrzeń na zewnątrz czarnej dziury jest statyczna (istnieje układ współrzędnych, w którym geometria czasoprzestrzeni nie zależy od czasu). Takimi współrzędnymi posługiwał się Schwarzschild wypisując swoje słynne rozwiązanie równań Einsteina opisujące sferycznie symetryczną (nie rotującą) czarną dziurę. Tych współrzędnych nie można przedłużyć do wnętrza czarnej dziury – są osobliwe na brzegu czarnej dziury. Formalnie jednak można to zrobić i wówczas następuje zamiana – współrzędna czasowa staje się przestrzenna i na odwrót (to ma jednak sens czysto formalny i żadne przestawianie współrzędnych wewnątrz czarnej dziury nie następuje). We wnętrzu czarnej dziury wszystkie stożki świetlne są skierowane ku centrum i wobec tego rakieta, gdyby się tam znalazła, i nawet z maksymalną siłą ciągu starała się oddalić od centrum, nie zdołałaby przezwyciężyć grawitacyjnego przyciągania i musiałaby się poruszać ku centrum.