Deze vraag werd een tijdje geleden gesteld in een aflevering van Astronomy Cast. Het biedt een interessant gedachte-experiment, hoewel een redelijk definitief antwoord op de vraag kan worden gevonden.
Stel je een scenario voor waarin een ruimtevaartuig een relativistische massa krijgt naarmate het de lichtsnelheid nadert, terwijl het volume tegelijkertijd wordt verminderd via een relativistische lengtecontractie. Als deze veranderingen kunnen doorgaan in de richting van oneindige waarden (wat ze kunnen), lijkt het erop dat je het perfecte recept hebt voor een zwart gat.
Natuurlijk is het sleutelwoord hier relativistisch. Terug op aarde kan het lijken alsof een ruimtevaartuig dat de lichtsnelheid nadert inderdaad zowel massa wint als in volume krimpt. Ook zal het licht van het ruimtevaartuig steeds meer rood verschuiven - mogelijk in bijna zwartheid. Dit kan gedeeltelijk een Doppler-effect zijn voor een terugwijkend ruimtevaartuig, maar het is ook gedeeltelijk een tijdsdilatatie-effect waarbij de subatomaire deeltjes van het ruimtevaartuig langzamer lijken te oscilleren en dus licht uitzenden bij lagere frequenties.
Dus, terug op aarde, kunnen doorlopende metingen erop wijzen dat het ruimtevaartuig massiever, dichter en veel donkerder wordt naarmate de snelheid toeneemt.
Maar dat is natuurlijk net terug op aarde. Als we twee van dergelijke ruimtevaartuigen in formatie zouden sturen, zouden ze naar elkaar kunnen kijken en zien dat alles heel normaal was. De kapitein roept mogelijk een rode waarschuwing wanneer ze terugkijken naar de aarde en zien dat het een zwart gat begint te worden - maar hopelijk zullen de toekomstige kapiteins van ons sterrenschip voldoende kennis hebben van de relativistische fysica om niet al te bezorgd te zijn.
Dus een antwoord op de Astronomy Cast-vraag is dat ja, een zeer snel ruimtevaartuig kan bijna niet te onderscheiden zijn van een zwart gat - van een bepaald referentiekader (of frames).
Maar het is nooit werkelijk een zwart gat.
Speciale relativiteit stelt u in staat om transformaties te berekenen op basis van uw eigen massa (evenals de juiste lengte, het juiste volume, de juiste dichtheid enz.) Als uw relatieve snelheid verandert. Het is dus zeker mogelijk om een referentiepunt te vinden van waaruit je relativistische massa (lengte, volume, dichtheid enz.) De parameters van een zwart gat lijkt te imiteren.
Maar een echt zwart gat is een ander verhaal. De juiste massa en andere parameters zijn al die van een zwart gat - je zult inderdaad geen referentiepunt kunnen vinden waar ze dat niet zijn.
Een echt zwart gat is een echt zwart gat - vanuit elk referentiekader.
(Ik moet mijn vader erkennen - professor Graham Nerlich, emeritus hoogleraar filosofie, Universiteit van Adelaide en auteur van The Shape of Space, voor hulp bij het samenstellen hiervan).
