字数限制,新开一层回你
这么说,“以外部观测者看来,视界内【现在】怎么样”这个问题是没有意义的。
因为理论上和实际上都不可能建立“同时”关系。你应该知道,什么叫同时,在惯性系,同时的判据是发光对钟法(AB两个点的事件发生时,分别建立两个同步的标准节奏钟,A事件发生时向B位置发光,A钟记录一个数,B钟收到光时记录一个数,光返回A时A钟再记一个数,如果A记录的两数之和一半恰好等于B钟记录的数,那么该系观测者就认为这两件事同时),在广义相对论,坐标系是任意的,由于这种操作的前提是光速不变原理,因此这种操作是局部(一小段一小段)的发光对钟法。
对外部观测者说,视界内部某位置【现在】的状态,这句话是什么意思?也就是外部观测者问这个问题时,开始从自身位置一小段一小段采用“发光对钟法”直到视界内那个位置所对应的状态(所发生的事件)。
关键是,在史瓦西坐标系,这种操作是不可能的,因为包括光在内的一切信号媒介,一旦跨越视界只会沿r减小方向运动,是无法通过发光对钟法对视界内【现在】下定义的。
这种事情在广相中很常见。比如度规空时交叉项不为0,比如转盘共动系同一圆周(r相同)有两点AB,A如果问“B现在是什么状态”,这句话毫无意义。为什么?因为转盘共动系的g0φ不为0,沿圆周正向和逆向,对钟结果不同,A沿圆周正向认为B和自己“现在”同时的时刻,与沿圆周逆向认为B与自己“现在”同时的时刻是不一致的。A看来,B“现在”什么状态,与确立同时关系的路径有关。
上述黑洞和转盘系的例子都反映了一个共同点:没法建立同时面。我们问“现在”某个地方如何,这句话隐含了“同时关系”可确立。上述两例没法确立同时面的原因,前者是视界内发生的事件波及因果域无法跨越视界,后者对同时关系的确立不唯一,和路径有关。本质都是无法建立同时面导致的。
至于你想问的第二个方面,那么视界内到底“真的”如何?比如被黑洞吸引的宇航员“真的”有没有被吸到奇点?这种问法,其实在物理上是违背广义相对性原理的:参考系都是平权的。广义相对性原理核心思想正是说,对物理现象,选择任何参考系都平权。也就是说,选择不同参考系所得出的物理结果同样真实。在外部观测者的参考系,宇航员定格在视界上,在宇航员的自由降落系,视界以光速划过了自己,自己轻松就进去了。这两种说法是平权的,不存在谁才是真实的问题。就像平直时空中,互相匀速远离的两人,都说对方比自己年轻,这两种说法同样平权真实。不存在“实际上”谁更年轻的说法。