El término “continuo espacio-tiempo” se refiere a la interpretación, inducida por la relatividad especial (la primera teoría de Einstein, para la cual se convirtió en un gran problema), del tiempo y el espacio como coordenadas en el mismo espacio de 4 dimensiones (lo que llamamos “espacio de Minkowski” en física). Entonces, en lugar de un sistema 3D (con ejes xy y z) que evoluciona en el tiempo, solo tiene un sistema de 4 dimensiones, con ejes x, y, z y t. No evoluciona en nada; es solo … ahí. De repente.
Es bastante difícil visualizar 4 dimensiones, pero generalmente funciona imaginarlo en analogía con 3 dimensiones para propósitos interpretativos básicos. Si comienzas a hacer matemáticas o física, debes abandonar la analogía, porque la dirección del tiempo en realidad actúa un poco diferente de cómo actúan las direcciones espaciales.
Entonces, cuando simplemente tiene (x, y, z, t), una coordenada de tiempo junto con las coordenadas espaciales, la idea de “movimiento” se vuelve extraña. En lugar de decir “esta bola está en la posición (x, y, z) en el tiempo t”, simplemente dice “esta bola existe en (x, y, z, t)”. Tiene una ruta curva a través del espacio-tiempo , que sería una colección de todos los puntos en los que existe. Si sigue a lo largo del eje de tiempo, puede verlo rebotando hacia arriba y hacia abajo en el eje x. Pero su trayectoria es simplemente una curva que existe de una vez en el espacio-tiempo.
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Ahora, los agujeros negros surgen de la teoría más avanzada, la relatividad general , que teoriza que la masa y la energía inducen campos gravitacionales. Hace que el espacio-tiempo se “curve”. Hay una analogía popular: si imaginas solo dos dimensiones del espacio-tiempo, por ejemplo, como una sábana, y pones dos objetos en esa hoja, caen uno hacia el otro. Un objeto grande crea una inmersión gigante que atrae todo lo demás hacia él. (¡No te pongas exigente y digas que ese proceso solo involucra la gravedad! Es una analogía.) Pon el mismo proceso en 4d, y confía en que funciona, porque es casi imposible de visualizar, y obtienes gravedad, en ese momento y el espacio se distorsiona alrededor de la materia (¡y la energía! La relatividad especial nos enseña que masa y energía son esencialmente lo mismo).
Un agujero negro es un lugar donde se deforma tanto que no hay retorno. No hay caminos posibles, incluso para la cosa que se mueve más rápido, la luz, para tomar, que salen de un agujero negro (más allá de su “horizonte de eventos”, el límite en el que captura todos los eventos). Todos los caminos conducen, y una vez que estás dentro, no importa lo rápido que vayas, solo puedes permanecer dentro. El área interior se llama “Singularidad”, el punto donde el universo, tanto en el espacio como en el tiempo, tiene una curva “infinita”.
A medida que te acercas a un cuerpo muy masivo, el tiempo que experimentas se ralentiza. Todavía ves que todo va exactamente igual, pero si te vas, encuentras que pasó menos tiempo para ti que afuera. Ves que las cosas lejos del objeto masivo pasan muy rápido. (Los famosos satélites GPS tienen que dar cuenta de esto: experimentan un tiempo un poco más lento que nosotros en la Tierra, debido a que se encuentran en un campo gravitacional más ligero). Todo esto se debe al hecho de que la gravedad también deforma el tiempo; aunque tienes que confiar en mí en los detalles 🙂
Cerca de un agujero negro, la gravedad deforma el tiempo por completo. El tiempo se detiene efectivamente, en comparación con las personas de afuera. Ves el universo entero ardiendo. Eventualmente cruzas el horizonte de eventos y no ves nada. Por supuesto, estarías muerto para entonces: la gravedad a tus pies sería mucho más fuerte que la de tu cabeza que te destrozaría (a esto se les llama “fuerzas de marea”). Pero esto es hipotético de todos modos.
Una vez que superas ese horizonte de eventos, no hay salida. De ninguna manera, en absoluto. El universo ha pasado por un tiempo infinito de todos modos. Pero no importa: las teorías actuales (más o menos, hay algunos casos extraños que involucran pares de agujeros negros en los que esto podría no ser cierto, pero realmente no lo sabemos) dicen que estás atrapado para siempre. Entonces no puedes salir. Tampoco tenemos idea, en absoluto, de lo que sucede dentro de eso. Todas nuestras leyes físicas se rompen. Se especula sobre los agujeros de gusano y otras cosas divertidas, pero en realidad, no tenemos ni idea. Es divertido para la ciencia ficción.
Por otro lado, si solo te acercas por un tiempo y sales más tarde, sí, te encontrarás en un futuro cercano, si no te acercaste tanto, o en un futuro distante, si te quedaras en esa gravitación campo durante mucho tiempo. El tiempo es divertido así.
