Los científicos dicen que la gravedad se mueve a la velocidad de la luz. Si la gravedad no es más rápida que la luz, ¿por qué la luz no puede escapar de la gravedad de un agujero negro?

La gravedad no tiene una velocidad por decir. Las ondas gravitacionales, descubiertas recientemente durante la interacción de dos agujeros negros, se propagan a la velocidad de la luz.

Imagine el espacio como un campo infinito que se puede curvar y distorsionar cuando se coloca un objeto en el campo. Cuanta más masa tiene el objeto, más se curva el espacio.

Ahora imagine una onda propagándose a través del campo infinito, a la velocidad de la luz. Si se concentra suficiente masa en un punto, el espacio se curva tanto que no importa cuán lejos viaje la onda, no puede escapar del tirón gravitacional de esa entidad: un agujero negro .

En realidad, no tiene que ver con la velocidad, sino con la cantidad de espacio distorsionado hasta el punto de que no importa cuán lejos viaje la onda, todavía no escapará del tirón gravitacional de ese objeto. Incluso si se le diera una cantidad de tiempo infinita, una onda nunca abandonaría la atracción gravitacional del agujero negro (es decir, se propagaría más allá del ‘horizonte de eventos’ del agujero negro).

Espero que esto ayude.

Lo que se mueve a la velocidad de la luz es información sobre cómo los campos de gravedad cambiaron en otros lugares.

Cuando dos agujeros negros giran uno sobre el otro, el campo gravitacional en la vecindad cambia porque a veces los dos están alineados y el cercano ejerce un campo más fuerte mientras que el otro ejerce un campo más débil pero se vuelve más fuerte, pero cuando estás fuera de alineación contigo, experimentas menos atracción.

El campo que sientes no es el que sugiere la física de Newton, porque eso supone la llegada instantánea de noticias de que los dos agujeros han cambiado de posición.

Los dos agujeros, rodeándose entre sí y cada uno acelerando en el sentido de que sus velocidades están cambiando, arrojan ondas de gravedad de la misma manera y, básicamente, por la misma razón que las cargas que se aceleran, como en un ciclotrón, emiten radiación electromagnética. Ambos tipos de radiación viajan a la velocidad de la luz.

Una vez que el “pequeño” agujero negro ha pasado dentro del horizonte de sucesos del “gran” agujero negro, en teoría, sigue en espiral hacia adentro, cada vez más violentamente. Pero nada de eso se puede observar desde afuera, porque todo ese giro está teniendo lugar dentro de un espacio que está cayendo hacia adentro.

Imagina peces en un río, nadando cuesta arriba. Los peces no pueden nadar en las Cataratas del Ángel. El agua desciende más rápido que el pez atraviesa el agua. Un pez que cae sobre el borde de las cataratas puede nadar cuesta arriba todo lo que quiera y solo llegará al fondo más lentamente. No volverá al lago. Las ondas de gravedad y las ondas electromagnéticas no se escapan del interior del horizonte de eventos de un agujero negro. Lo que observamos de las ondas gravitatorias es la señal del momento en que los dos agujeros negros estaban al borde de la fusión, pero aún no estaban allí.

Piensa en esto, de esta manera:

¿Qué es la gravedad ?

-Es la curvatura del espacio-tiempo .

¿Cuál es la velocidad de la gravedad entonces?

-Es la propagación de la curvatura, lo que significa que es la velocidad a la que el espacio-tiempo puede curvarse , la velocidad a la que estas ondas del espacio-tiempo se propagan en la estructura del espacio-tiempo.

¿Cuál es la velocidad de la luz ?

-No es solo la velocidad a la que la luz viaja en el vacío. De ahí viene el nombre. La velocidad de la luz es la velocidad de la causalidad . Es un límite de velocidad del universo, un límite de velocidad universal, literalmente. Nada puede ir más rápido. Si pudiera, primero podría matar a alguien con una bala y luego apretar el gatillo: la causalidad se revertiría . Eso nunca sucede debido a la velocidad universal de la causalidad.

Ahora al escenario del agujero negro.

Si la luz cae en un agujero negro, no puede escapar no debido a alguna velocidad de gravedad contrarrestante, sino debido a la curvatura extrema del espacio-tiempo. El espacio-tiempo puede curvarse, lo hemos establecido. En el caso de un agujero negro espacio-tiempo curvado poco a poco, a su velocidad de causalidad permitida, hasta el punto en que esta curvatura era tan extrema que ya nada puede “escalar” esa curvatura extrema. No se trata de velocidades, se trata de un entorno extremadamente curvado de espacio-tiempo (llamado horizonte de eventos) donde todo lo que se cruza se ve obligado a seguir esa curvatura extrema y esa curvatura extrema es como una calle de sentido único; solo hay una dirección a seguir, la hacia la singularidad.

También puedes pensarlo así:

Cualquier cosa que cruza el horizonte de eventos ya no cae en el espacio sino en el tiempo. La geometría cambia dentro de un agujero negro. El espacio se convierte en tiempo y el tiempo se convierte en espacio. Una vez que cruza, todo “delante” de usted es su futuro y todo “detrás” de usted es su pasado. Y la razón por la que nunca puedes salir de esa geometría es porque no puedes retroceder en el tiempo. Retroceder significaría volver a su pasado.

La gravedad y la fuerza electromagnética se consideran fuerzas fundamentales. Interactúan con el universo a través de portadores. Un fotón es un portador de la fuerza electromagnética, y un gravitón es el portador de la gravedad. Ambas partículas transportadoras viajan a la misma velocidad, lo que se llama la velocidad de la luz, pero en realidad debería llamarse la velocidad de las partículas sin masa, ya que todas las partículas que carecen de masa se mueven a esa velocidad. La razón por la que la luz no puede escapar de un agujero negro no es porque la gravedad es más rápida que la luz, es porque la gravedad deforma el espacio hasta el punto en que la luz no tiene dónde viajar, excepto en el agujero negro. Básicamente se encuentra en un camino donde no tiene más remedio que seguir la curva del espacio hacia el agujero negro. La velocidad de la luz no es lo suficientemente fuerte o rápida como para salir de esa curva de espacio-tiempo, y está tan perdida en el universo. No es que la gravedad sea más fuerte en su conjunto que la luz / la fuerza electromagnética, de hecho es, con mucho, la más débil de las 4 fuerzas fundamentales, sino que está tan concentrada en ese punto en el espacio que abruma la cantidad de energía más baja en compartimientos. Las fuerzas que viajan cerca de él.

La gravedad y la luz tienen diferentes propiedades. La gravedad mantiene las cosas juntas, la luz ilumina un objeto en obstrucción. Entonces, si bien pueden viajar a la misma velocidad, la gravedad dentro de un agujero negro aún puede evitar que la luz se escape.

Porque en un agujero negro la velocidad de la luz no puede superar la fuerza de la gravedad. La fuerza gravitacional varía según la gravedad de la curvatura de las dimensiones del espacio-tiempo.

Creo que estás confundiendo ondas gravitacionales con la gravedad. Las ondas gravitacionales viajan a la velocidad de la luz.

Una vez que la luz cruza el horizonte de eventos de un agujero negro, el espacio está tan doblado que no puede escapar al espacio normal.