¿Por qué dicen los cosmólogos que vieron una nave espacial cruzar el horizonte de eventos de un agujero negro que permanecerá allí, en su opinión para siempre?

Tu pregunta está mal redactada. Quienes son”? Sin saber esto, no podemos responder por qué “dicen” algo …

Una mejor manera de formular la pregunta es preguntar qué vería un astronauta A (piojos) sentado afuera de un agujero negro cuando otro astronauta B (ob) cayera en él.

Esta pregunta ya ha sido respondida aquí:

La respuesta de Kevin Tavris a Si estuviera en una nave espacial justo fuera del horizonte de eventos de un agujero negro y una segunda nave espacial cruzara ese umbral, ¿qué vería?

Para resumir, el tiempo y el espacio se “dilatan” severamente por la gravedad cerca de un agujero negro de acuerdo con las contracciones de Lorentz de la Relatividad Especial . Esta dilatación significa que, desde el punto de vista de Alice, el tiempo de Bob se ralentiza en comparación con el de Alice ( y viceversa ). El tiempo es relativo, por lo que debemos establecer explícitamente qué punto de vista estamos considerando. Otro nombre para “punto de vista” es “marco de referencia” o “marco de referencia”.

Si Alice pudiera ver el reloj de Bob, lo vería marcar más lentamente. Del mismo modo, si Bob pudiera ver el reloj de Alice, lo vería marcar más lentamente. Cada uno de ellos ve su propio reloj marcar normalmente. Esta diferencia en el tiempo percibido se debe a la dilatación del tiempo gravitacional que es una consecuencia del principio de relatividad .

Por lo tanto, desde la perspectiva de Alice, cuando Bob cae hacia el agujero negro, disminuirá gradualmente la velocidad (de acuerdo con su reloj) hasta que parezca estar congelado en el Horizonte de eventos (EH) . Esta es una esfera de la que la luz no puede escapar, por lo que no se puede observar nada. Ninguna luz de Bob puede alcanzar a Alice una vez que pasa este punto, por lo que su última “imagen” de él es la luz de cuando llega. Sin embargo, la luz de Bob también se desplaza Doppler hacia longitudes de onda más largas (“rojo desplazado”), de modo que cuando Bob se acerque al agujero negro, también aparecerá más rojo y más tenue para Alice hasta que finalmente desaparezca porque Alice ya no puede “verlo”.

La mayoría de las descripciones se detienen aquí, pero es importante darse cuenta de que Bob ve lo mismo.

Desde la perspectiva de Bob, mientras cae hacia el agujero negro, Alice parece alejarse de él cada vez más lentamente y también se atenúa gradualmente hasta que ya no es visible.

Esta descripción de los eventos solo es cierta hasta que Bob cruza el EH. No podemos ver dentro del EH, así que no puedo decir qué le sucede a Bob, sino especular sobre qué esperar. La relatividad general hace algunas predicciones, pero estas contradicen con la mecánica cuántica, por lo que esta sigue siendo un área activa de investigación.

La predicción real de la relatividad general dice que si te quedas fuera de un agujero negro, no caigas en él y observas cómo un objeto (por ejemplo, un misil lanzado desde tu nave) cae en el agujero negro, entonces para ti se verá como el objeto nunca cruza el horizonte de eventos. Esto se debe a que en la teoría de la relatividad la simultaneidad es relativa; qué eventos son simultáneos entre sí depende del observador y, en caso de relatividad general, curvatura del espacio-tiempo, gravedad. Cuanto más cerca esté el misil del horizonte de sucesos, los momentos posteriores y posteriores del observador externo son simultáneos. Y el evento de cruzar el horizonte, aunque sucede para el misil, no es simultáneo a ningún momento del observador externo, permanece en un futuro infinito para dichos observadores, es decir, toma un tiempo infinitamente largo en el marco de referencia del observador externo para el misil. para llegar al horizonte de eventos. Esto es solo una cuestión de perspectiva, cuestión de elección del marco de referencia.

Quienes sean “ellos”, “ellos” no estudiaron física.

El observador de conchas que observa un barco que cruzó el horizonte de sucesos, lo ve enrojecerse y desaparecer rápidamente.

EDITAR: Solo para alguna aclaración de “rápidamente”.

Es un resultado bien conocido de la Relatividad General que la luminosidad decae exponencialmente a medida que

[matemáticas] L \ propto \ textrm {exp} \ left ({\ dfrac {-t} {3 \ sqrt {3} M}} \ right) [/ math]

lo que da un tiempo de plegado electrónico característico (estoy estacionando la pelota aquí) de aproximadamente 25 microsegundos por cada masa solar de agujero negro. Entonces, todo lo que cae en un agujero negro desaparece en una fracción de segundo.

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