黑洞问题讨论
(2010-03-03 20:44:04)今天有个本科生给我发邮件,提到关于黑洞吸积物质的问题,我把问题和我的解答放在博客中,如果大家有兴趣,也可以参加讨论。
问题:
根据广义相对论,对于一个遥远的观察者来说,事件视界附近的时钟变慢;因此在掉向黑洞的一切物体上物理过程都会变慢,放在光身上就是引力红移。以掉落物体为参照系,一切正常。
http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#cite_note-32).
而对该物体来说,它一下子就掉进去了。问题是,我们是遥远的观察者,对我们来说掉落过程无限长,吸积盘的物质无法落入黑洞,进一步来说,连塌缩形成也不可能。而对物体来说,它自己看见自己飞快进去了,事实上我们也观测到了长大的黑洞,例如说活动星系核。这是怎么回事,对我们来说,东西进不去啊?
我的回答:
对远离黑洞的观测者来说, 我们无法看到物质落入黑洞视界面, 但是对吸积物质来说,当它离开吸积盘内边缘之后,将迅速地落入黑洞。吸积物质的钟相对于我们的钟无限变慢了,这就是引力红移。 但是吸积过程不是以我们是否看见为标准的。 吸积物质的确进入了黑洞,因此吸积的确发生了,黑洞质量也的确变大了。 注意我们不能直接观测到长大的黑洞,所有对黑洞的观测都是间接的,都是通过黑洞与吸积物质的相互作用推断的,例如天体物理的质量函数就是根据双星的红移,周期,倾角等因素推断黑洞质量的(可以参考黑洞吸积盘讲义)。