¿Un objeto que se aproxima al horizonte de eventos de un agujero negro alguna vez rompe el horizonte de eventos como lo ven los observadores que se encuentran lejos del agujero negro?

tom dempsey

Chadds Ford, Pensilvania


Esta es una pregunta fantástica, y la respuesta destaca algunos de los aspectos más contradictorios de la relatividad general. La respuesta corta es no, pero profundicemos en algunas de las cosas extrañas que suceden cuando los objetos se acercan a la velocidad de la luz.

Cuando un objeto cae hacia el horizonte de sucesos (el punto de no retorno donde ni siquiera la luz puede escapar de la atracción gravitatoria de un agujero negro), entran en juego dos efectos para un observador externo. Cuando la luz sale del alto campo gravitatorio alrededor del agujero negro y llega al observador, que se encuentra en un campo gravitatorio más bajo, pierde energía. Entonces, dado que la luz se vuelve más roja a energías más bajas, el objeto parece volverse más y más rojo a medida que se acerca al horizonte de eventos.

Además, la relatividad general predice que si un observador en un entorno de baja gravedad observa un objeto en un entorno de alta gravedad, el observador verá que el tiempo pasa más lentamente para el objeto. Esta desaceleración significa que la luz emitida por el objeto que cae se extiende durante un tiempo mucho más largo. A medida que reduce la velocidad a la que se emite la luz, parece más y más tenue. Desde la perspectiva del observador, a medida que el objeto se acerca al horizonte de sucesos, el tiempo se ralentiza hasta el punto en que el objeto tarda más tiempo que el tiempo de vida del universo en emitir fotones individuales.

Entonces, si un objeto cae hacia el horizonte de eventos de un agujero negro, aparecerá rojizo. También parece brillar más lentamente y, por lo tanto, se vuelve más tenue. La combinación de estos dos efectos es que un observador externo verá el objeto enrojecerse y desaparecer de la vista, pero nunca lo verá cruzar el horizonte de eventos.

don lincoln

Físico de partículas, Fermi National Accelerator Laboratory, Batavia, Illinois




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