关于高速运动与黑洞

采泥士

由相对论知道，一个相对于观察者A高速运动的物体B，在A看来，B会发生尺缩效应和质量变大，速度越快这种变化越显著，那会不会存在一个速度V(V<c)，使得B尺寸足够小，质量足够大，而使B变成黑洞？如果存在这样的V，那显然这个黑洞只是相对于A而言，在B看来却是一切正常啊！如果不存在，可以给出相关的计算吗？谢谢

石继宏

洛伦兹变换表示这种收缩只是变现在运动方向上，而与运动垂直的方向是不产生任何变化的，这种收缩是不肯能成为一个奇点的，所以这种设想是不可能的。同时，这种收缩范围是很微小的，你可以自己去计算，就算用光速去乘，也是很小，除非是超光速~~~~~~~~

采泥士

洛伦兹变换表示这种收缩只是变现在运动方向上，而与运动垂直的方向是不产生任何变化的，这种收缩是不肯能成 ...
石继宏 发表于 2010-7-31 16:32

当然不会指望仅仅靠尺缩效应使它自身成为奇点。
但这种收缩范围还是很显著的啊...
∵l=l'√1-(v^2/c^2)
当v→c，l→0
而m=m'/√1-(v^2/c^2)
当v→c，m→∞
如此一来，高速运动意味着这个物体B会变成一个密度极其惊人的...膜?（对A）
趋于无穷的质量显然可以让这个膜坍缩最终成为一个奇点

湖心收锋

回复 3# 采泥士
当你高速运动后，不仅是B物体变得密度惊人，其他一切和B物体处于同一惯性参考系的物体密度都会变大，且比例系数都为√1-(v^2/c^2)
因此，你也不会感觉到B物体带给你强大的引力，也就不认为它是黑洞了

采泥士

回复 4# 湖心收锋


嗯，这也正是我想指出的问题啊
对和B同一惯性系当然不会把B当做黑洞，但对观察者A却是实实在在的黑洞了（通过其它和B接近的与A同一惯性系的物质与B的作用可观察到）...
如此一来我想问的是，会不会现在观察到的许多黑洞都只是一些相对与我们高速运动的天体？如果可能那不就只需要我们制造一艘飞船，速度足够快地追一个黑洞（使黑洞相对于飞船的速度所产生的长度、质量间的变化达到某个临界值，刚好不坍缩），在飞船中看到的将不是一个黑洞，而是一个普通天体了么？......

又觉得其中的逻辑在某处存在问题，自己又找不出....

湖心收锋

回复 5# 采泥士
我首先问个问题，观察者A通过什么指标来判断某物体是否是黑洞？

采泥士

回复 6# 湖心收锋


通过其它与B接近的，与A同一惯性系的物质和B之间的相互作用观察

石继宏

我也提一个问题：你是怎么区别B物体和它附近的物体的，在观察者A看来，为什么只有B是黑洞，而它附近却不是！！！

采泥士

我也提一个问题：你是怎么区别B物体和它附近的物体的，在观察者A看来，为什么只有B是黑洞，而它附近却不是！ ...
石继宏 发表于 2010-8-1 14:04

1、应该是不需要区别的吧，因为只要那些物质是在一些和B的相对速度达到那个临界值V的惯性系中，那B自然应该对临近的这些物质表现出黑洞的性质，这个不需要区别，A所观察到的现象会说明一切
2、因为在这个假设中只有B相对A的速度达到了那个临界V（但不是只有A相对B的速度达到这个临界值）

智跃电源

不太懂，但感觉，就像在讨论热力学第三定律一样，拿完美的事情来否定现实的情况....光是没有质量的...，你说的是如果一个有质量的物体到光速...但是，现在还没有事实证明有这样的可能性。有时候物理学不像数学那样完美，因为完美的条件却可能是永远达不到的。比如热力学第三定律，就是在说一个完美却无法达到的事实。

采泥士

回复 10# 智跃电源

我说了V<c.....
这不是什么完美状态，只是一个通常状态.....

石继宏

从你的观点来看，真的有一种世界在我手的感觉，呵呵，只要我有特定的速度，世界的样子不是宇宙自己说的算的，是由我的速度说的算的，世界的样子是由我决定的，嗯！！！！！

采泥士

从你的观点来看，真的有一种世界在我手的感觉，呵呵，只要我有特定的速度，世界的样子不是宇宙自己说的算的 ...
石继宏 发表于 2010-8-3 19:24

.......
= =..之前我就觉得我的问题被扯得越来越远了...
再次整理一下。
没有设定很特别的情况，对于参考系的选取只是为了便于叙述，而不在于它本身特殊。

============分=========割=========线========================
由相对论知道，一个相对于观察者A高速运动的物体B，在A看来，B会发生尺缩效应和质量变大，速度越快这种变化越显著，那会不会存在一个速度V(V<c)，使得B质量足够大，尺寸足够小（B在A的参考系中的“史瓦西半径”？），而使B在A看来是一个黑洞？

因为长度只在运动方向收缩，所以在此有补充：
∵l=l'√1-(v^2/c^2)
当v→c，l→0（
而m=m'/√1-(v^2/c^2)
当v→c，m→∞
如此一来，高速运动（V＜c）意味着这个物体B会变成一个密度极其惊人的...膜?（对A）
趋于无穷的质量显然可以让这个膜坍缩最终成为一个奇点，如此似乎可能存在这样的V

逻辑上似乎没错，但这与现实似乎并不太符合（不然不就代表有些黑洞只是相对地球高速运动的天体而已？黑洞也可以是相对的存在？） ，所以想知道上面在哪里出错了...
PS：注意粗体字

大科技_杨

回复 13# 采泥士


    声明，这个问题我不懂。姑且试着参与一下讨论，意见仅供参考。

    首先，LZ的问题不仅没有BUG，而且非常好。

    先从半经典的方法讨论一下，设想B发出一束光，那么由于B高速运动，这束光应该带上了更大的速度，所以可以逃离B。显然，这样讨论是不对的，因为光束是不变的，跟光源的运动速度无关。

    如果用相对论来解释呢，必须用广义相对论。广义相对论中的引力场方程给出了时空弯曲的计算公式，也就是说可以用它来计算引力作用（因为引力的本质是时空的弯曲）。方程中时空的弯曲（用一个叫时空度规的东西来衡量），不仅与空间中能量的公布（也就是质量的公布）有关，还与空间中动量的分布有关（这两个因素合起来用一个叫“能量、动量张量”的东西表示）。

    比如静止的均匀球体，所对应的就是史瓦西度规，密度足够大时，会产生史瓦西黑洞。如果同样是这团物质，转动起来之后，它引起的时空弯曲和静止时就大不一样。这时引力场方程的解是克尔解，密度足够大时产生克尔黑洞。

   不知道LZ所描述中的那种能量动量分布导致的时空弯曲是怎么样的。

   虽然我们解不出来，但上面的分析至少说明，在A参考系中看B，B也未必是黑洞。这样就没有看上像悖论的地方了。我们可以在B的参考系中考察一下情况，再转换到A的参考系中。毕竟这只是一个简单的洛仑兹变换。这样考察的结果当然是，B不是黑洞。