Si la gravedad solo causa dilatación del tiempo cuando no estás en caída libre, ¿por qué los objetos rojos cambian en el horizonte de eventos de los agujeros negros? ¿No es por la dilatación del tiempo?

Analizando la pregunta, creo que se basa en una falsa comprensión de lo que realmente significan la dilatación del tiempo y otros efectos relativistas.

Es importante recordar que estos efectos se relacionan con la forma en que otros observadores lo ven. No te pasa nada per se. Tu reloj no se ralentiza. Tu longitud no se contrae. Tu peso no aumenta. Se trata de lo que otros, observadores que se mueven en relación con usted (en relatividad especial) u observadores que se encuentran en una ubicación diferente en un campo gravitacional variable, vea.

Digamos que estás dentro de un pozo de gravedad. Si estás en caída libre o no es irrelevante. TODO lo que sucede que en el fondo de un pozo gravitatorio parecerá desplegarse en cámara lenta ante un observador muy alejado de ese pozo gravitatorio. Es realmente así de simple.

Entonces, digamos, estás parado en la superficie de una estrella de neutrones (no estoy seguro de cómo soportar la inmensa gravedad, pero supongamos que puedes hacerlo), junto con un amigo. Empiezas a caminar … tu amigo comienza a saltar como un conejito. Por lo tanto, su amigo está en caída libre la mayor parte del tiempo, excepto por breves momentos cuando sus pies tocan el suelo. Solo caminas. Da un paso por segundo, su amigo salta una vez por segundo. Y los estoy mirando a los dos con mi telescopio desde lejos. Te veré dando un paso cada varios segundos (cuánto depende de la masa y el radio de la estrella de neutrones) y veré a tu amigo esperar cada mismo número de segundos.

Ahora puede haber algunos efectos relativistas adicionales entre usted y su amigo porque para hacer saltos significativos, podría tener que lanzarse a una fracción considerable de la velocidad de la luz desde la superficie de esa estrella de neutrones, lo que significa que es un segundo en su reloj puede ser mucho menos de un segundo en el suyo. Pero si sus saltos y sus pasos estaban sincronizados según lo observado por usted o su amigo, también estarán sincronizados para mí, aunque mediré mucho más de un segundo entre pasos o saltos.

La gravedad no causa dilatación del tiempo, sino que el tiempo dilatado es lo que a menudo se llama “gravedad”. [1]

Esto no tiene nada que ver con que un observador esté cerca de un agujero negro, ya que el espacio-tiempo todavía está curvado en ausencia de que alguien caiga.

Usted menciona “agujero negro” pero el desplazamiento hacia el rojo ocurre en cualquier lugar donde haya “gravedad” que sea [matemática] g_ {tt} \ neq 1 [/ matemática]. Entonces, justo aquí en la Tierra, la luz se desplaza en rojo como se ve desde un observador en órbita.

Veo en una respuesta escrita a continuación que se menciona la aceleración, en el tiempo la dilatación no tiene nada que ver con la aceleración. Por supuesto, existe una dilatación cinemática del tiempo, pero esto se debe solo a la velocidad relativa.

[1] Por gravedad podríamos tener curvatura temporal, [matemática] g_ {tt} \ neq 1 [/ matemática], curvaturas espaciales, [matemática] g ^ {rr} \ neq 1 [/ matemática] por ejemplo, o ambas .

Ok, literalmente segundos después de publicar la pregunta, me di cuenta de que el desplazamiento al rojo no ocurre debido a la marcación del tiempo sino a la aceleración extrema.

Aún así: ¿por qué tantos documentales científicos dicen que en la “paradoja gemela”, la persona que cae hacia el agujero negro se ralentiza debido a la dialación temporal? Quiero decir que la marcación del tiempo solo ocurre cuando te paras sobre el objeto o aplicas otra fuerza contraria contra él, no cuando estás orbitando o cayendo sobre él. O lo hace?

No, el desplazamiento al rojo cosmológico es causado por la expansión, no, me refiero a contraer el espacio-tiempo, ahh fudge, solo aceptemos la realidad y dejemos de postular la magia ya.

Un nuevo Redshift no Doppler