To pytanie zostało zadane w odcinku Astronomy Cast jakiś czas temu. Oferuje ciekawy eksperyment myślowy, chociaż można uzyskać dość ostateczną odpowiedź na pytanie.
Wyobraź sobie scenariusz, w którym statek kosmiczny zyskuje masę relatywistyczną w miarę zbliżania się do prędkości światła, a jednocześnie jego objętość jest zmniejszana przez relatywistyczny skurcz długości. Jeśli zmiany te mogą być kontynuowane w kierunku nieskończonych wartości (które mogą) - wydaje się, że masz idealny przepis na czarną dziurę.
Oczywiście kluczowym słowem jest tutaj relatywistyczny. Na Ziemi może się wydawać, że statek kosmiczny, który zbliża się do prędkości światła, rzeczywiście zarówno zyskuje masę, jak i maleje. Również światło statku kosmicznego będzie coraz bardziej przesuwać się na czerwono - potencjalnie w prawie czerń. Może to być częściowo efekt Dopplera dla oddalającego się statku kosmicznego, ale częściowo jest to również efekt dylatacji czasu, w którym cząstki subatomowe statku wydają się oscylować wolniej, a zatem emitują światło o niższych częstotliwościach.
Zatem na Ziemi trwające pomiary mogą wskazywać, że statek kosmiczny staje się coraz bardziej masywny, gęstszy i ciemniejszy wraz ze wzrostem prędkości.
Ale oczywiście to właśnie wróciło na Ziemię. Gdybyśmy wysłali dwa takie statki kosmiczne lecące w szyku - mogliby spojrzeć na siebie i zobaczyć, że wszystko jest całkiem normalne. Kapitan może wywołać czerwony alarm, gdy spojrzy na Ziemię i zobaczy, że zaczyna ona przekształcać się w czarną dziurę - ale miejmy nadzieję, że przyszli kapitanowie naszych statków kosmicznych będą mieli wystarczającą wiedzę na temat fizyki relatywistycznej, aby się tym nie przejmować.
Tak więc jedną odpowiedzią na pytanie Astronomy Cast jest to, że tak, bardzo szybki statek kosmiczny może wydawać się prawie nie do odróżnienia od czarnej dziury - od konkretnej ramy (ramek) odniesienia.
Ale nigdy tak nie jest naprawdę czarna dziura.
Specjalna teoria względności pozwala obliczyć przekształcenia z właściwej masy (a także odpowiedniej długości, właściwej objętości, właściwej gęstości itp.) Wraz ze zmianą prędkości względnej. Z pewnością można więc znaleźć punkt odniesienia, z którego wydaje się, że twoja relatywistyczna masa (długość, objętość, gęstość itp.) Naśladuje parametry czarnej dziury.
Ale a real czarna dziura to inna historia. Jego właściwa masa i inne parametry są już takie jak dla czarnej dziury - w rzeczywistości nie będziesz w stanie znaleźć punktu odniesienia tam, gdzie ich nie ma.
Prawdziwa czarna dziura to prawdziwa czarna dziura - z dowolnego układu odniesienia.
(Muszę podziękować mojemu Tacie - profesorowi Grahamowi Nerlichowi, emerytowanemu profesorowi filozofii, University of Adelaide i autorowi The Shape of Space, za pomoc w złożeniu tego razem).
