Para los observadores externos, nada atraviesa el horizonte de eventos de un agujero negro, debido a la dilatación del tiempo. Sin embargo, la masa debe existir más allá del horizonte, para que se forme el agujero negro. ¿En qué punto la masa deja de cruzar el horizonte?

Primero: la solución estática que implica esta pregunta, ocurre solo en T + – futuro infinito. Entonces la respuesta es ‘en el punto de T +’ para un observador externo. O ‘nunca’ en términos simples.

Sin embargo, la mayoría de los efectos observables que distinguen T + BH (agujero negro) de T (ahora) colapsada se caen exponencialmente o al menos algo de potencia de T (estos efectos están disminuyendo rápidamente con el tiempo desde el inicio del colapso), por lo que para aplicaciones astronómicas , estos productos de colapso se consideran BH de todos modos.

Segundo: si miramos la solución para un colapso de caparazón delgado, el momento de la verdad es cuando esta capa cruza la singularidad en su caída libre. Básicamente este es el momento en que se forma la singularidad. Para el observador externo, esta delgada concha nunca cae bajo su horizonte, pero para el jinete interno, la delgada concha cae, básicamente desenvolviendo la estructura espacio-temporal del agujero negro detrás de sí mismo. Este desenvolvimiento culmina con el cruce de R = 0 y la formación de singularidad.

Pero no queda nada. Desapareció en singularidad. Solo esta peculiar estructura espacio-tiempo.

Esta es una pregunta común que los estudiantes hacen.

El truco es darse cuenta de que la métrica que utilizó para realizar la evaluación (que nada puede caer en un agujero negro) es una que asume que la única masa en el Universo está en el agujero negro.

Esto solo puede ser una aproximación. Lo que estás notando es que hay un punto donde se rompe la aproximación.

Para ver cómo un agujero negro puede tragar algo, debe hacer el cálculo, incluida la masa que está cayendo. Esto estropea la simetría (obvio si la masa que cae es otro agujero negro).

Lo que sucede es que la masa que cae se acerca mucho a donde estaría el horizonte de eventos si el agujero negro estuviera solo … la masa del objeto que cae contribuye a la situación real, por lo que el horizonte de eventos real se distorsiona desde la esfera hacia él.

¡Parece que el agujero negro se extendió y lo engulló!

Sin embargo, ha pasado un tiempo, y no he podido encontrar un sitio que revise las matemáticas.

Esa es una muy buena pregunta, aunque creo que la dilatación del tiempo te permite cruzar el horizonte de eventos pero no alcanzar la singularidad.

Si seguimos la teoría de Susskind de que la información se deja en el horizonte de eventos y que el objeto viaja, tal vez podamos conciliar algunos de estos problemas.

La información se detiene en el horizonte, coincidiendo con lo que verían los observadores externos si tuviera razón. Eso es bueno.

El objeto en sí atraviesa el horizonte de eventos y no experimenta nada extraño (aunque están bañados por más y más radiación a medida que el tiempo afuera cubre cada vez más la vida restante del universo). Esto coincide con lo que sabemos sobre los diámetros de los agujeros negros.

Por lo tanto, divorciamos la información del objeto. Hay alguna justificación para esto en la relatividad.

Así que aquí está la cosa. En realidad, no sabemos qué vería un observador externo.

Tenemos una predicción de la teoría … pero no tenemos observaciones reales, ya que nadie ha podido observar un agujero negro lo suficientemente cerca como para, bueno, ver lo que veríamos.

Así que en este momento, tenemos predicciones teóricas … pero no tenemos forma de verificarlas. No sabemos si tienen razón o no. Sabemos que las matemáticas teóricas hacen cosas realmente extrañas tanto en el horizonte de eventos de un agujero negro (dilatación de tiempo infinito, por ejemplo) como en el centro. Por lo general, tales rarezas matemáticas significan que hay algo mal con la teoría.

Se podría decir que “la naturaleza aborrece el infinito”.

Espero que si alguna vez logramos observar un agujero negro, descubriremos que las cosas se caen … y con suerte, ver cómo caen conducirá a avances en nuestra comprensión teórica, permitiendo mejores teorías de la gravedad.

Toda masa que cae atraviesa el horizonte de eventos. Es solo que los observadores externos nunca interactúan con este evento.

Todo lo que vemos, en realidad, es la sombra de lo que ya ha caído.

Piénsalo de esta manera. Digamos que arrojas un cronómetro y puedes ver la hora en él. Está programado para cruzar el horizonte de eventos a medianoche. Para ti, nunca verás que el cronómetro pasa las 11:59:59. Pero ese cronómetro seguirá marcando, 12:00:01,: 02, etc. hasta la singularidad.

Lo que ves “retrasado” no altera lo que sucede en un corto período de tiempo tanto para el infaller como para el observador externo. El horizonte de eventos se hincha.

Nunca se impide que la masa caiga.

Eso depende; los primeros fallers se acercan a un pequeño agujero negro, los últimos fallers se acercan a un agujero negro más grande; aun así, no veo por qué las cosas deben existir más allá del horizonte para que se forme un agujero negro.