¿Cómo se expulsa la materia de los polos de un agujero negro si nada puede escapar de la fuerza gravitacional de un agujero negro?

No soy un físico de agujeros negros, soy un ingeniero eléctrico. Sin embargo, puedo dar una visión de alto nivel de lo que se cree que es el proceso.

En primer lugar, la materia que se expulsa de los polos del agujero negro no proviene del interior del horizonte de eventos (el “interior” del agujero negro), sino que es materia que estaba en proceso de caer en el negro agujero pero no lo hizo del todo. A medida que la materia se acerca a un agujero negro, el intenso gradiente del campo gravitatorio desgarra la materia eventualmente al nivel atómico, un proceso que los físicos llaman espaguetización. Al igual que cualquier otro sistema gravitacional, esta materia que cae entra en órbita alrededor del agujero negro en lo que probablemente sea una estructura en forma de anillo. Sin embargo, debido a que los campos gravitacionales son tan intensos, las velocidades orbitales de la materia atomizada están cerca de la intensidad de la luz. Enormes cantidades de colisiones de alta energía calientan la materia a temperaturas increíblemente altas, ionizando completamente la materia. Voy a ir un poco aquí y sugerir que debido a que los electrones negativos y los núcleos positivos son de masas muy diferentes, una especie orbita el agujero negro a diferentes velocidades y quizás a distancias diferentes que la otra. Además, las colisiones relativistas son probablemente similares a las del interior del superconductor superconductor, lo que complica aún más la física. Independientemente, en este punto, uno puede modelar el anillo del agujero negro como una bobina circular con una corriente MUY fuerte que la atraviesa. Desde el punto de vista de la ingeniería eléctrica, cualquier bobina con una corriente fuerte genera un campo magnético perpendicular a la bobina, en este caso apunta directamente hacia los polos del agujero negro. A medida que la materia del disco pierde energía debido a la colisión, la emisión de fotones o la radiación de sinchatrón, se acerca cada vez más al horizonte de eventos. Parte de la materia pasa a través del horizonte de eventos, que se come en el agujero negro. Pero parte de la materia más cercana al horizonte de sucesos que tiene un dipolo magnético será dibujada en la esfera del agujero negro por el intenso campo magnético cuya fuerza puede ser más poderosa que el campo gravitacional, aumentando hacia los polos donde el campo magnético se acerca a su máxima intensidad. En el poste, la materia es expulsada al espacio, viajando a una velocidad cercana a la de la luz. Esta es una descripción de alto nivel del mecanismo y, como puede ver, la materia puede ser expulsada de los polos del agujero negro sin pasar por el horizonte de eventos donde quedaría atrapada para siempre.

En la película Interestelar, se hizo un intento de visualizar un agujero negro tal como lo expliqué aquí. El disco giratorio de partículas ionizadas, por supuesto, sería muy brillante, emitiendo grandes cantidades de fotones a medida que las partículas colisionan. Algo de este asunto continuaría brillando mientras viaja por la esfera del agujero negro. Habría algún proceso (que no puedo explicar) que enciende y apaga los haces polares, ya que se sabe que los agujeros negros no emiten este haz.

Todo esto se basa en una teoría plausible y simulación, pero nunca ha sido confirmado confirmado por observación experimental. Y, por supuesto, los científicos están interesados ​​en confirmar estas teorías y comprender mejor la estructura del disco de acreción ionizado postulado alrededor del agujero negro, y cómo se comporta ese disco cuando se produce una emisión de cuásar. Como tal, existe una colaboración de cientificismo e instalaciones astronómicas para combinar una serie de telescopios e instrumentos específicos para formar lo que se llama el Telescopio Event Horizon. (Event Horizon Telescope) este telescopio está específicamente diseñado para poder ver y analizar la estructura del horizonte de eventos de Sagitario A, el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Observaciones recientes han demostrado lo que se cree que es una gran nube de gas de hidrógeno o una estrella espaguetizada lo suficientemente cerca de Sga A de modo que esperan que este material sea consumido por el agujero negro, pasando por un proceso tal como se describe en este documento. Al ver y analizar la radiación emitida por este evento, los científicos tendrán su primera visión clara del proceso de formación y consumo del disco de acreción, la estructura del disco y, con suerte, cómo este disco puede formar un evento similar a un cuásar.

Puede haber una región de salsa cero en los polos de un BH. Tenga en cuenta que la gravedad en sí misma es una manifestación del continuo desarrollo del tiempo y el espacio que se curva alrededor de la masa estática dentro del universo que experimentamos como aceleración; La masa misma, que se acumula en un punto muy denso en el centro de un BH, no posee un atributo de gravedad.

Refiriéndose a un diagrama (abajo) de un BH, observe cómo el tiempo y el espacio infinitamente curvados forman un toro, lo que significa que debe haber una pequeña línea Norte-Sur donde la gravedad se vuelve cero (la curvatura del espacio-tiempo se cancela en el centro) y un haz de flujo energético tiene una pequeña ventana de tiempo y espacio para escapar del BH a velocidades relativistas.

Una observación que tiende a apoyar este modelo es el hecho de que se observa que los BH expulsan cantidades iguales de flujo tanto hacia el norte como hacia el sur al mismo tiempo, como si los chorros estuvieran de alguna manera conectados o se originaran desde el mismo punto, lo cual es perfectamente lógico si el El centro de un BH es un punto de masa infinitamente denso (que no está dentro del espacio-tiempo y, por lo tanto, no tiene gravedad). Los BH no se comprenden suficientemente y poseen características infinitamente fascinantes.

Lo único conocido por la ciencia que podría escapar de un agujero negro es la radiación de Hawking.

“Se puede obtener una visión física del proceso imaginando que la radiación de partículas antipartículas se emite desde más allá del horizonte de sucesos. Esta radiación no proviene directamente del agujero negro en sí, sino que es el resultado de que las partículas virtuales son” impulsadas “por la gravitación del agujero negro para convertirse en partículas reales. [10] Como el par partícula-antipartícula fue producido por la energía gravitacional del agujero negro, el escape de una de las partículas quita parte de la masa del agujero negro. [11] ”

Tenemos que tener en cuenta que la radiación de Hawking es un postulado. Se ajusta a las teorías científicas actuales, lo que lo hace básicamente posible. Sin embargo, aún no se pudo observar.

En un agujero negro de Kerr, que tiene un disco de acreción giratorio , el material en un chorro polar se expulsa mientras está en órbita. Por lo tanto, dado que este chorro es de naturaleza magnética y el material no ha caído más allá del horizonte de eventos, puede ser expulsado sin ningún problema. Por otro lado, si se refiere a la radiación de Hawking, es cierto que, a temperaturas críticas muy altas, la información del agujero negro puede filtrarse desde el horizonte de eventos. Esto, sin embargo, surge de la incertidumbre cuántica, y no significa que se haya roto el límite de velocidad del universo.

Estos chorros astrofísicos o relativistas no vienen del interior del agujero negro. Lo que está sucediendo es que el agujero negro está girando. El disco de acreción está vertiendo una gran cantidad de material hacia el agujero negro, pero no todo puede encajar al ritmo que está yendo. Parte de ese material que está altamente ionizado luego se aleja del agujero negro paralelo al eje fuera de la rotación del agujero negro. Hay 2 teorías principales sobre el mecanismo exacto, pero ninguna de las dos implica el material que sale del horizonte de eventos del agujero negro.