Cuando una estrella colapsa, desde el punto de vista de los observadores externos, ¿se forma realmente un agujero negro? ¿Se detiene el tiempo antes de que aparezca el agujero negro?

Imagine que dejó caer un reloj en un agujero negro y cruza el horizonte de eventos cuando llega a las 12:00. Si un observador distante observa esto, el retraso entre la hora en que cae el reloj y su propio reloj aumenta, aproximadamente porque la luz tarda cada vez más en escapar. Por lo tanto, la apariencia será que el reloj que cae en el agujero negro se ralentizará cada vez más. En principio, habría una imagen indefinidamente cada vez más tenue del reloj justo antes de las 12:00. Pero teniendo en cuenta el hecho de que la luz está compuesta de partículas discretas, uno no puede en teoría (¡ni en la práctica!) Seguir viendo una fuente de luz una vez que se atenúa lo suficiente, por lo que la imagen desaparecerá rápidamente.

Lo mismo ocurre con la materia, ya que se derrumba en un agujero negro. En principio, es posible que pueda ver lo que parece un colapso de desaceleración, pero rápidamente se volverá negro, y todo lo que verá es posiblemente otro material cayendo.

Hay que tener un poco de cuidado al hablar “desde la perspectiva de” un observador. He estado hablando sobre qué luz llegaría al observador (lo que literalmente verían). Si quieren hablar sobre lo que está sucediendo “al mismo tiempo”, deben recordar la relatividad de la simultaneidad. Pueden configurar un sistema de coordenadas x, y, z, t y luego hablar sobre lo que sucede en cada valor de t, pero hay diferentes maneras de configurar dicho sistema de coordenadas. Los eventos que suceden lo suficientemente lejos en el pasado como para que una señal pueda llegar de ellos cuentan como pasados. Los eventos que suceden lo suficientemente lejos en el futuro como para que una señal pueda llegar de usted a ellos en el futuro. Sin embargo, el interior del agujero negro, por definición, no está en su pasado (a menos que se evapore, en cuyo caso la información contenida en él, en principio, sale en la radiación de Hawking en una forma inutilmente codificada). Entonces, si quiero decir cosas como “la estrella ya se ha derrumbado y ha formado una singularidad” o “este reloj ya ha alcanzado la singularidad” para ser realmente preciso, necesitaría entrar en algunos detalles sobre el sistema de coordenadas que estoy utilizando. Sin embargo, creo que probablemente sea menos engañoso decir que, incluso si no puede ver que suceda, el reloj pasa por el horizonte de eventos muy pronto después de acercarse a él, que decir que lleva mucho tiempo. Ciertamente, en la propia línea mundial del reloj hay poco tiempo transcurrido.

Sí, se forma el agujero negro.
No, no puedes ver que esto suceda.

Un agujero negro es una región del espacio-tiempo escondida detrás de un horizonte. Imagine que una estrella se derrumba en un agujero negro y que puede enviar una larga cadena de luces al evento. En algún momento ya no verás las luces. Disminuyen la velocidad, se enrojecen y desaparecen. Nunca puedes verlos cruzando un horizonte. Cuando esto sucede, tienes un agujero negro.

Con respecto a los detalles de la pregunta:
El asunto no colapsa, simplemente desaparece según observadores de conchas lejanos.
Que el tiempo coordinado llega al infinito en relación con el espacio plano asintótico es lo que implica la existencia del horizonte. Por ejemplo, establecemos [math] g_ {tt} = 0 [/ math] para verificar la posibilidad de un horizonte en el espacio-tiempo en consideración.

Digamos: desde el punto de vista de nuestro Universo, de nuestro espacio-tiempo, los agujeros negros (más precisamente, las singularidades) son, o mejor dicho: estarán en un futuro muy lejano. Aún más claro, en el futuro infinito . No pertenecen a nuestro universo. Se están formando justo más allá del punto infinito en el futuro de nuestra línea de tiempo. Todos ellos. Lo que “vemos” es que tienden a formarse de forma asimétrica, vemos la caída de la materia, vemos los efectos. No vemos lo que está más allá de una región muy cercana del espacio cerca del horizonte de eventos. Además, la cuestión que se aproxima al horizonte de eventos “verá” los eventos del Universo exterior en un movimiento cada vez más rápido a medida que se acerquen al EH. Cuando están cerca, en realidad verán venir todo el futuro del Universo (como información, radiación, lo que sea) cada vez más repentinamente. Ellos “verán” el envejecimiento de las galaxias, el final oscuro, la muerte térmica del Universo, justo antes de pasar el horizonte. Por supuesto, la materia que cae se destruye en este proceso; pero podemos teorizar sobre esto. Sí, BH, se forman. Pero, solo más allá de nuestro punto infinito del tiempo futuro.

Parece que su preocupación es que el tiempo se está desacelerando, ¿cómo se puede hacer algo? Pero ese es un asunto diferente. El tiempo no pasa para los fotones, pero los vemos cruzar grandes distancias, lo más rápido posible en realidad. Entonces, podríamos ver que algo colapsa rápidamente, pero las cosas colapsando no se mueven a tiempo. Sus relojes se detienen, los elementos radiactivos no se descomponen, pero pueden acercarse. Sin embargo, en términos prácticos, los BH se forman en el centro de las estrellas que se colapsan y de todos modos no vemos nada anormal al principio. El primer signo de colapso es una ola de neutrinos que apenas podríamos detectar. Solo un poco más tarde, la explosión en el núcleo causada por el colapso en realidad alcanza la superficie y se vuelve visible como la supernova (mantenga su distancia). Es cierto que no puedes ver la forma BH; las cosas rojas cambian a nada cuando se acercan al horizonte de eventos y no puedes verlas cruzarse. Pero puedes observar los efectos de la BH.

Sí, verías una gran cantidad de energía emitida por el agujero negro. El agujero negro en el centro de nuestra galaxia a menudo emite mucha energía. ¿Se detiene el tiempo antes de que aparezca un agujero negro? No he escuchado nada al respecto, y también asumiría que el tiempo no se detendría. Habrá ondas de gravedad, por lo que el tiempo es parte de ello.