¿Cómo sabemos que incluso la luz no puede escapar de un agujero negro?

Voy a responder esto de la manera más simple que pueda sin ecuaciones o matemáticas. Entonces, ¿sabes cómo se cree que el espacio y el tiempo juntos forman una sola cosa llamada continuo espacio-tiempo? Cualquier objeto con masa dobla esa cosa. Dado que la luz (una onda electromagnética) se considera vibraciones en ese continuo espacio-tiempo, tiene que tomar esa forma doblada para llegar a su destino. Cuanto más masivo es un objeto, más curva el continuo espacio-tiempo, dando así a la luz un forma más doblada de cruzar (surge una cosa llamada velocidad de escape). Cuando cualquier objeto quiere escapar de esa parte doblada hecha por otro objeto masivo, tiene que reunir una cantidad específica de energía que le permitirá tener más de una cierta velocidad para escapar de la atracción del área doblada que lo mantuvo allí. Entonces, lo que sucede con un agujero negro es que dobla el continuo espacio-tiempo infinitamente, por lo que un objeto tiene que obtener MUCHA energía para darle una velocidad que pueda hacer que escape del agujero negro. Sabemos que la velocidad de la luz es constante (299 792 458 m / s), por lo que si algún objeto dobla el espacio de tiempo lo suficiente como para que la velocidad requerida para escapar de su atracción gravitacional sea mayor que la velocidad de la luz, nada puede escapar, no incluso la luz, no importa cuánta energía le demos a los fotones (ya que la velocidad de la luz no puede aumentar)

Si te paras en una montaña y lanzas una pelota en el aire, finalmente caerá al suelo. Si lo lanzas con más fuerza, caerá en otro lugar. Por lo tanto, una cierta potencia le da a la pelota una cierta velocidad inicial y luego una determinada ruta con una cierta curvatura.

Nuestra Tierra es un globo y nuestro suelo es rizado y tiene su propia curvatura. Si lanzamos una pelota con una velocidad adecuada, la curvatura del camino de la pelota será la misma que la de nuestra Tierra. En nuestro planeta, sabemos que esta “velocidad apropiada” es de aproximadamente 7.9 km / s, conocida como “primera velocidad cósmica”. Y en una estrella (o un planeta) con una mayor densidad, esta velocidad será mayor. Por ejemplo, la “velocidad apropiada” del sol, que se conoce como “tercera velocidad cósmica”, es de aproximadamente 16,7 km / s.

La luz puede considerarse como algunas bolas que vuelan a una velocidad de 3 * 10 ^ 5 km / s. Así que imaginamos que hay una estrella o algo así con alta densidad, y curva el espacio con tanta fuerza que la “velocidad apropiada” se vuelve más grande que 3 * 10 ^ 5 km / s. He mencionado que cuanto mayor es la densidad, mayor es la “velocidad”. Y el “agujero negro” se conoce como una estrella que se derrumba en un punto, sin ningún volumen. Este punto se llama “Singularidad” y tiene una densidad infinita, y en ese punto, la “velocidad” también es infinita. Sin embargo, en el área alrededor de la singularidad, aunque la “velocidad” no es infinita, todavía es más alta que la velocidad de la luz.

Hay una línea (o una superficie esférica más exactamente) llamada “horizonte de eventos” alrededor de la singularidad. En ese lugar, sea cual sea la dirección que elija para emitir la luz, la luz no saldrá del agujero negro. Los fotones se parecen más a la pelota que lanzamos al aire.

Sin embargo, hay una superficie más grande que el horizonte de eventos en la que la velocidad orbital es la misma que la luz (Gracias a Dmitry Popov por señalar mi error). En ese radio, la luz puede escapar del agujero negro si la haces perpendicularmente (hacia afuera). Si los haces horizontalmente, la luz circulará alrededor de la singularidad como satélites alrededor de la Tierra.

Sin embargo, según la teoría de la relatividad, la velocidad de la luz es la más alta. Nada puede salir de un “agujero negro” y nada puede ser detectado como la señal de su existencia. El agujero negro es invisible y ese es el problema, no sabemos si existen en nuestro universo. Sin embargo, hay algo como “lente gravitacional” que puede ayudarnos a encontrar un agujero negro. Y algunos científicos también creían que saldría algún “mensaje” de alguna manera diferente (no lo sé claramente 🙁). En una palabra, “lo que puede capturar la luz es un agujero negro” ya se ha definido, la verdadera pregunta es “si existe”.

La luz no puede escapar de un agujero negro basándose simplemente en el hecho de que la luz puede ser manipulada por la gravedad al igual que el tiempo. Siendo que el tiempo puede ser manipulado por la gravedad y percibimos la transferencia de la luz en el tiempo, la luz puede ser doblada y manipulada por los agujeros negros. Los agujeros negros, como todos sabemos, actúan como consumidores masivos, pueden tragarse todo lo que rodean, incluida la luz y el tiempo. Si observa un agujero negro en una representación gráfica del continuo espacio-tiempo, notará que un agujero negro crea un agujero masivo en la tela, perfora todo el camino hacia abajo. Cuanto más denso es el objeto, mayor es el efecto que tiene sobre el espacio-tiempo, cuanto más profundo es el ‘agujero’, mayor área consume, incluida la luz.

Está en la definición misma de un agujero negro.
Un agujero negro es un objeto celestial contenido dentro de su propio radio de Schwarzschild. La definición de un radio de Schwarzschild es que es el radio de una esfera de la que nada (incluida la luz) puede escapar.
Si recuerdo correctamente, el radio de la Tierra de Schwarzchild es de aproximadamente 9 mm, lo que significa que si la Tierra se contrae repentinamente a un radio de menos de 9 mm mientras retiene su masa, se convertiría en un agujero negro del que nada, ni siquiera la luz, puede escapar

1. Teoría. Dentro del horizonte de eventos, la velocidad de escape es> c. Entonces, cualquier cosa que viaje en c no puede escapar.
2. Sabemos dónde están los racimos de agujeros negros, pero no podemos verlos. Solo vemos su efecto en su entorno.
3. La luz puede escapar, por medio de la radiación de Hawking. Esta es una razón por la que odio la analogía virtual de partículas (no explicación) para la radiación de Hawking. Si la longitud de onda de un fotón es del orden del diámetro del agujero negro, entonces existe la probabilidad de que pueda hacer un túnel desde adentro hacia afuera.

Sabemos exactamente cómo son los agujeros negros porque son construcciones teóricas. Lo que no sabemos es si existen o no en la naturaleza, ya que todavía no hemos observado uno. (Hay algunos candidatos fuertes, como Cygnus X-1 o Sagitario A *.) Si resulta que en la naturaleza, algo que aún no entendemos evita que las estrellas colapsen por debajo de su radio Schwarzschild, el objeto resultante no sería llamado un agujero negro.

Porque la velocidad de escape dentro del horizonte se vuelve mayor que la velocidad de la luz. La velocidad de escape viene dada por [math] v = \ sqrt (2GM / R) [/ math] y el radio de Schwarzschild por [math] R = 2GM / c ^ 2 [/ math]. Sustituyendo la segunda expresión en la primera, se obtiene [math] v = c [/ math].

¿Cómo sabemos que la luz no puede escapar de un agujero negro?

La luz ciertamente puede escapar de los volúmenes centrales de una galaxia.

La región central de una galaxia es un resplandor de luz muy brillante.

El concepto de que la luz no puede escapar del llamado Agujero Negro, es el resultado de intentar observar lo inexistente.

Se ha observado el cambio repentino de la dirección de la órbita de la mayoría de las estrellas centrales y eso requiere energía electromagnética; muy probablemente en forma de luz.

En términos simples: se llama un “agujero negro” * porque * la luz no puede escapar … en otras palabras, si la luz * puede * escapar de algo, entonces * no * es un agujero negro. No es que tengamos algo que llamamos un “agujero negro”, y luego verificamos si la luz se escapa o no. Más bien … tenemos algo de lo que determinamos que la luz no se escapa, por lo que luego * lo llamamos * un agujero negro.

—— una especie de aire no puede atravesar un sello hermético … de lo contrario, es * no * un sello hermético después de todo.

La luz tiene una velocidad finita. Hay objetos en nuestro universo que tienen tanta gravedad que crean regiones que tendrían una velocidad de escape> velocidad de la luz. Así la luz no pudo escapar de ellos.

Es como preguntar “¿cómo sabemos que una persona no puede sostener un bloque de 1,00,000 kg?” Bueno, sabemos la fuerza que produciría un bloque de 1,000,000 kg y sabemos que los humanos están hechos de cosas que pueden soportar tal fuerza.