时间在黑洞中停止了吗？

解答动态

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  。。。这应该意味着黑洞中的时间已经完全停止了。如果我们假设广义相对论仍然适用于黑洞的视界之外（虽然我们无法观察到这一点，但我们没有理由不这样认为），那么落在视界内的物体的时间坐标仍然会发生变化。关键是黑洞的中心（一个物理位置）位于视界内所有物体的未来光锥内。因此，视界内的所有物体都将在有限的适当时间内到达黑洞的中心。我们不知道它们发生了什么——GR预测了黑洞中心的奇点，我们认为这在物理上是不现实的。但要超越这一点，我们需要一个量子引力理论，而我们还没有。
  
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  如果黑洞的逃逸速度确实大于光速，这应该意味着黑洞中的时间已经完全停止了
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  这意味着时间轴已经扭曲得如此之远，以至于一个事件的整个未来在视界上完全指向黑洞。你无法逃离黑洞的原因和你无法逃离未来的原因是一样的。时间不会停在视界。如果你掉进黑洞，当你经过视界时，时间对你来说仍然是正常的。从外面的人的角度来看，如果你试图把时间和空间坐标从一点到另一点连接起来，当你走近的时候，时间的流动会发散，看起来时间“停止了”。但这只是坐标选择的一个特点。这和说一束光的时间“停止”是一样的，但是我们通常穿过光线的路径而没有任何奇怪的事情发生。事实上，你可以得到没有黑洞的事件视界。如果火箭以恒定的速度直线加速，它会越来越接近特定光线的路径。火箭上的观测者永远看不到在这一特定光线之后在发生的任何事情，因为任何这样的事件发出的光永远追不上加速的观测者——这是一个视界。这里的图表显示了加速度增加时观察者的路径，以及他们是如何接近一条代表来自的光线的特定对角线的。火箭推进的观测者的时间是通过的扇形线来表示的，当对角线接近时，这些线就变成无穷大。一个坐在火箭上的观测者向后看，看到静止观测者的时间显然“停止”了，因为他们自己的时间继续无限长。当然，对于静止的观测者来说，时间不会停止——他们穿过视界时没有注意到任何东西。这只是加速观测者坐标系的一个特点。这是等效原理的预期结果——重力和加速度在局部看起来是相同的。加速火箭观测者与在黑洞外固定距离徘徊的静止观测者相对应。观察火箭的静止观测者相当于掉进黑洞的落体观测者。均匀加速度的Rindler坐标的时空图看起来几乎和黑洞的Kral-Szekeres图一模一样。（请注意，对于挑剔的人来说，两张图中的线间距并不完全相同。Rindler的“人造重力”就像$1/r$，而不是$1/r^2$）在洞外盘旋的静态观测者遵循右侧象限中的双曲线路径。黑洞的视界是位于中间的对角线。一个落体的观测者穿越黑洞的视界，就像静态观测者穿越匀速加速火箭的视界一样——只是从过去穿越到未来。一旦过去，他再也不能以足够快的速度穿过这条线，在双曲线上与观测者会合，而不超过c。事件视界纵横交错在空间和时间的每一个点上——它们只是光线。然而，时间确实停在黑洞中心的奇点上。粒子的历史在它们撞击它时就停止了。广义相对论预言曲率是无穷大的，不能再说明接下来会发生什么。
  
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  逃逸速度只是完全摆脱物体引力所需要的速度。例如，如果你在地球表面，你无法达到逃逸速度，你将被困在地球上。类似地，如果你在黑洞的视界附近，并且不能达到逃逸速度，你就无法逃逸。由于物理上不可能达到光速，物质就不可能逃出黑洞。光也不能逃逸，但论证要稍微复杂一点。时间确实在黑洞附近的某个意义上停止了，但这种说法取决于观察者。如果一个外部观测者看到另一个观测者掉入黑洞，那么$O$会看到$F$的手表越来越慢。对于$O$来说，$F$穿越事件视界需要无限的时间。这不是一种视觉错觉：从$O$的角度来看，$F$的手表实际上变慢了。对于下跌的观察家来说，没有什么特别的事情发生。对他来说，视界只是一个任意的距离。所以当我说时间变慢的时候，我是说对于一个外部的观察者。
  最后我应该强调，就像m4r35n357的评论，逃逸速度只是一个理论上的速度，需要从某个物体逃逸出来。这与时间变慢无关。
  
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