¿Qué tan lejos está la singularidad en un agujero negro supermasivo del horizonte de eventos donde ingresas al agujero negro?

La respuesta de Shereth Silver es incorrecta. Dentro de un agujero negro, el espacio y el tiempo están tan deformados que el radio de Schwarzschild no representa ningún tipo de medida radial. Vea mi Apéndice al final del comentario.

Dentro del agujero negro, la noción de distancia es ambigua, pero la del tiempo es precisa. Supongamos que un observador comienza en caída libre muy lejos del agujero negro, acelerando gradualmente. Se puede demostrar que, para un agujero negro esféricamente simétrico (que podría ser el caso de un agujero negro supermasivo no activo en un centro galáctico), la ecuación de movimiento para esta caída libre es:

[matemáticas] \ frac {dr} {d \ tau} = – \ sqrt {\ frac {2GM} {r}} [/ matemáticas]

donde [math] \ tau [/ math] es el tiempo apropiado del observador (¡esto es notablemente similar al caso newtoniano!). La integración de [matemáticas] r = 2GM / c ^ 2 [/ matemáticas] a r = 0 da

[matemáticas] \ Delta \ tau = \ frac {4GM} {3c ^ 3} [/ matemáticas]

Un agujero negro supermasivo tiene una masa de aproximadamente 100 millones de masas solares. Al conectar este valor, encontramos [matemática] 658 s \ sim 10 [/ matemática] minutos.

Puede que 10 minutos no parezca mucho, pero es enorme. De hecho, para un agujero negro nacido del colapso estelar (que se cree que es la mayoría), cuyas masas son del orden de una masa solar, esta vez se reduciría en 100 millones; te tomaría 6 microsegundos para alcanzar la singularidad.

Apéndice: se puede interpretar el radio de Schwarzschild como el radio que tendría una esfera en el espacio plano de modo que su área de superficie sea la misma que el agujero negro; de hecho, el área del agujero negro es físicamente medible, y uno podría simplemente definir [matemáticas] r_s: = \ sqrt {A / 4 \ pi} [/ matemáticas], que proviene de la fórmula habitual [matemáticas] A = 4 \ pi r ^ 2 [/ math] para el área de una esfera. Tenga en cuenta, sin embargo, que esta es puramente una definición sin más interpretación física.

Existe una confusión general sobre las singularidades puntuales en el centro de los agujeros negros.

Debido a la dilatación infinita del tiempo gravitacional de un marco de referencia externo, solo hay una singularidad similar a un punto en la línea mundial futura de todas las partículas que caen en TODOS los agujeros negros, que también es la singularidad similar a un punto de destino de todo el universo.

Entonces, reconsidere todo lo que ha leído sobre singularidades “separadas” dentro de los agujeros negros. El problema ha surgido porque los físicos y cosmólogos han tratado los agujeros negros como “objetos” dentro del universo cuando realmente son procesos. No han analizado la relación del objeto con el universo circundante ya que el proceso continúa casi tanto.

Si esto es correcto, ahora puede ver que no es del todo sencillo lo que sucede en el horizonte de eventos. La singularidad del destino no será solo “ante tus ojos”, sino que estará en el borde del universo visible desde donde estés en todas las direcciones.

Existe una disputa sobre si es posible atravesar un horizonte de eventos. Algunos creen que esto es perfectamente posible, y si es así, el viaje en los últimos minutos u horas antes de llegar a la singularidad puntual podría ser más bien como algunas partes de lo que el astronauta experimenta en 2001: una odisea espacial. Ver 2.52 a 5.35.

La explicación es que nuestra parte del universo no es estática, sino que se mueve a aproximadamente 630 km / s en dirección a la Constelación de Virgo. Al principio comenzarás a acelerar aún más rápido en esa dirección y verás que las estrellas comienzan a moverse como luciérnagas en la noche. Si sobrevives al viaje, serás testigo de fusiones de galaxias y movimientos masivos de galaxias hacia el Supercluster Shapley. ¡Así de lejos tendrá que viajar antes de llegar a la singularidad puntual, si no más!

Algunos piensan que el horizonte de eventos en sí será como un cortafuegos, donde la materia debe detenerse y más allá del cual solo pueden viajar los fotones. Para nosotros, parece que en el horizonte de sucesos de un agujero negro el espacio mismo se extiende a la velocidad de la luz. Para alguien cercano, su realidad puede ser muy diferente. Simplemente no lo sabemos con certeza …

Una singularidad es, por definición, un punto en el espacio, por lo que puede considerar con seguridad que existe en el centro geométrico del agujero negro.

Un agujero negro no tiene una “abertura” o punto de entrada, pero creo que se refiere al horizonte de eventos . El horizonte de eventos es el punto más allá del cual la velocidad de escape excede la velocidad de la luz, por lo tanto, nada de lo que pasa más allá de este límite puede escapar y eventualmente será arrastrado a la singularidad. El tamaño de este horizonte de eventos para un agujero negro se describe por el radio de Schwarzchild (suponiendo que el agujero negro no gira; la situación es ligeramente diferente si está girando), que está determinado por la masa del agujero negro.

La fórmula para determinar el radio de Schwarzchild para un objeto es:


donde G es la constante gravitacional, m es la masa del objeto y c es la velocidad de la luz.

Esto significa que la distancia entre una singularidad y su horizonte de eventos depende de la masa del agujero negro. Por ejemplo, si el Sol se derrumbara en un agujero negro (que no puede), esta distancia sería de unos 3 km. Sin embargo, se cree que el agujero negro supermasivo en el centro de la galaxia de la Vía Láctea tiene un radio de Schwarzchild de 12 millones de km.

Gracias por la pregunta-2-respuesta.

Realmente no sé la respuesta a su pregunta, pero puedo decirles que soy escéptico sobre la naturaleza de la métrica de Schwarzschild … Acabo de hacer este video esta mañana, mientras reviso una pregunta en la que estaba trabajando tres y medio hace años que; a saber, cómo derivar la métrica de Schwarzschild.

Este video solo se enfoca en la relación de las tasas de tiempo en la parte superior e inferior de una cabina de ascensor en aceleración. Eso es solo parte de una prueba mucho más grande.

Enlaces:
La predicción de Einstein de 1911 (Lente gravitacional)
Duplicando la desviación
Ascensor Acelerador

Esa es una pregunta difícil. Un trabajo reciente sobre la naturaleza holográfica de los agujeros negros (como Susskind y Malcadena) sugiere que el interior de un agujero negro no es estático, se está expandiendo muy rápidamente. El resultado es un agujero de gusano a ninguna parte con la singularidad al final.

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