Relatividad general: ¿Es posible que un ser humano sobreviva al cruzar el horizonte de eventos de un agujero negro?

Lamento escuchar sobre su curso general de relatividad.

Lo que debería haberle dicho es que la aceleración es una cantidad dependiente del observador / coordenada. Por ejemplo, las aceleraciones de flotación libre, correcta y Schwarzschild son todas cero en el horizonte. Aquí hay algunos otros …

Observador de conchas
De manera diferente, para un observador de proyectiles cerca del horizonte, la aceleración es:

[matemáticas] \ begin {ecation} a = \ dfrac {GM} {r ^ 2} \ dfrac {1} {\ sqrt {1 – \ dfrac {2GM} {c ^ 2 r}}} \ end {ecuación} [ /matemáticas]

Esto va hasta el infinito en el horizonte Schwarzschild BH, y probablemente lo que le dijeron en clase.

Gravedad de superficie
Aún diferente, la gravedad superficial para un Schwarzschild BH es

[matemáticas] \ begin {ecation} k = \ dfrac {c ^ 4} {4GM} \ end {ecation} [/ math]

y esto NO va al infinito.

Aceleración en el horizonte
Lo que muestra lo anterior es que la aceleración adquiere diferentes valores en diferentes contextos y, por lo tanto, no puede ser inequívocamente lo que afecta a una persona que cruza un horizonte BH de Schwarzschild.

El horizonte clásico de Schwarzschild
El daño es causado por la aceleración diferencial, por ejemplo, por lo diferente que es la aceleración entre la cabeza y los dedos de los pies. Para pequeños agujeros negros jóvenes es probable que te maten antes de llegar al horizonte. Para los grandes agujeros negros viejos puede que no notes nada.

¿Viaje en el tiempo?
Los detalles de la pregunta mencionan el viaje en el tiempo, pero no hay forma de viajar en el tiempo cruzando un horizonte de eventos. Solo hay una muerte segura.

Hay al menos dos razones para sospechar por qué un humano no podría sobrevivir a tal viaje. Pero esas dos razones no son realmente prohibitivas, al menos en todos los casos. Por lo tanto, es posible en algunos casos sobrevivir a un viaje a través del horizonte de eventos de un agujero negro. Pero, esa respuesta viene con una nota al pie:

1. Posible problema # 1: la aceleración es infinita.

Como otros han mencionado, eso no es del todo cierto. Es cierto para un “observador de conchas”, es decir, alguien que está flotando justo por encima del agujero negro. (Tal persona tiene impulsores de cohetes realmente impresionantes y mucho combustible.) Sin duda, la vida es realmente extraña para los observadores de proyectiles que se encuentran cerca del horizonte. Si sueltas una llave inglesa, acelerará instantáneamente a la velocidad de la luz. Eso es raro.

Pero la distinción importante es que no es cierto para un observador en caída libre . La llave inglesa, por ejemplo, siente una aceleración normal como Newton habría descrito.

2. Posible problema # 2: fuerzas de marea.

Si caes con los pies primero en una singularidad, eventualmente la fuerza sobre tus pies será mucho más fuerte que la fuerza sobre tu cabeza que eventualmente te destrozará. Sin embargo, no está claro a priori dónde se encuentra ese “punto de trituración” con respecto al horizonte de eventos: ¿el horizonte de eventos viene primero o segundo?

Resulta que esta pregunta depende de la masa del agujero negro. A medida que aumenta la masa de un agujero negro, la magnitud de las fuerzas de marea disminuye. De hecho, disminuye más rápido de lo que aumenta el radio del agujero negro. El resultado es que, para los agujeros negros grandes, el “punto de trituración” puede ser muy profundo dentro del horizonte de eventos, lo que significa que un humano puede resistir las fuerzas de marea en el horizonte de eventos (… y durante una buena parte de la caída hacia adentro).

Entonces, al menos en teoría, si caes en un agujero negro masivo, estarías listo para irte. Sin embargo…

3. La nota al pie: los agujeros negros realmente no existen en el vacío.

En la práctica, muchos (¿la mayoría? ¿Todos?) Los agujeros negros tienen “discos de acreción”. Este es un entorno lleno de gas caliente y toneladas de radiación. Es … digamos … algo inhóspito para la humanidad.

Entonces, no es tanto el agujero negro lo que te matará con algún tipo de muerte espectacular general-relativista. En cambio, el disco de acreción te matará con una aburrida ole ‘de radiación / muerte por calor.

No es cierto que la aceleración se vuelva infinita en el horizonte de eventos. De hecho, en el marco de referencia local para un observador cerca de un agujero negro, no sucede nada particularmente especial en el horizonte de eventos. El horizonte de eventos es solo una singularidad para los observadores en el espacio “asintóticamente plano” lejos del agujero negro.

Para la mayoría de los agujeros negros (específicamente, los de masa estelar), el horizonte de sucesos está lo suficientemente cerca de la singularidad como para que las fuerzas de marea sean inmensas, y un objeto cercano probablemente se desgarrará, quizás incluso mucho antes de que llegue al horizonte de sucesos. . Sin embargo, esto no tiene nada que ver con el horizonte de eventos como tal; es solo el resultado de los fuertes campos de marea cerca de un objeto masivo. Los agujeros negros supermasivos tendrán horizontes de eventos lo suficientemente lejos de la singularidad como para que las fuerzas de marea sean modestas, y hay muchas razones para suponer que un objeto extendido podría atravesar ese horizonte intacto.

Ciertamente, es teóricamente posible sobrevivir cruzando el horizonte de un agujero negro muy grande. Si existen, no puedo decirlo.

Si recuerdo bien, una vez calculé que un agujero negro con la masa de la Vía Láctea tendría un radio de Schwarzchild de alrededor de un año luz. Mi recuerdo es que la aceleración del horizonte cercano vista por un observador distante era comparable a la de la superficie de la tierra. Alguien que cayera a través de ese horizonte en un espacio vacío, probablemente no notaría nada en particular al pasar por el horizonte de eventos. Entonces es al menos la mayoría de un año antes de que se metan en problemas porque se acercan demasiado a la singularidad.

No, debido a la espegetización los átomos se desgarrarían. Sin embargo, si pudiera CERRAR, su reloj se ralentizaría en relación con alguien más lejos del agujero negro. De esa manera, técnicamente podría considerarse un viaje en el tiempo.

No. Serías espaguetizado

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