¿Cómo sería el horizonte de eventos de un agujero negro para los humanos, suponiendo que los humanos nunca puedan ver nada pasar por el horizonte de eventos?

Tomemos esto en orden inverso y comencemos con la segunda mitad de la pregunta:

“… ¿suponiendo que los humanos nunca puedan ver algo pasar por el horizonte de eventos?”

Eso no es una suposición. Eso es física. Cualquier cosa que esté a punto de pasar dentro del horizonte de sucesos, para un observador distante, primero se desplazará hacia el rojo [1] de manera que sea irreconocible, y luego se desvanecerá de la vista. Esto se debe al efecto de dilatación del tiempo, que hace que el objeto que cae se desacelere casi hasta una parada total en relación con ese observador.

“¿Cómo sería el horizonte de eventos de un agujero negro para los humanos …”

No lo haría El horizonte de sucesos [2] no es una cosa con una existencia física como la corona de una estrella o la corteza de un planeta. Es solo un límite en el espacio, como una frontera nacional, más allá del cual las reglas cambian dramáticamente. Si el humano haciendo la observación fuera el que cayera y luego a través del horizonte de eventos, no verían ninguna diferencia mirando hacia adentro cuando lo atraviesen; eso siempre sería negro ya que ninguna luz podría reflejarse y no volvería a salir. Incluso mirando hacia afuera no habría ningún punto en particular que les dijera: “¡Ajá! ¡Justo allí es cuando golpeo el horizonte de eventos! ”La vista estaría cambiando, pero no habría un punto de corte agudo para señalar el paso de un lado al otro.

Ahora, esto es lo que un observador distante podría ver que al menos podría darles una idea de dónde estaba realmente el horizonte de sucesos:

Esa es en realidad una publicidad de la película Interestelar. Pero es una muy buena representación. Esa sección brillante, plana y horizontal en forma de disco en primer plano y que se extiende hacia los lados es el disco de acreción [3], es decir, la masa altamente energética (y pulverizada) que está en espiral hacia adentro. La banda circular de luz que rodea el centro negro es la luz de la porción del disco de acreción que se encuentra en el lado más alejado del agujero negro que se deforma a su alrededor mediante lentes gravitacionales [4].

El círculo negro es el horizonte de eventos que oculta el corazón del agujero negro. Pero de nuevo, eso no es algo físico. Simplemente parece un espacio vacío. Si vieras un agujero negro que no tenía disco de acreción, como un pícaro volando en el espacio profundo intergaláctico que ya había terminado de consumir toda la masa en su vecindad, verías poco más que un parche negro de cielo. La única señal visible de que había algo, incluso allí, sería la distorsión de cualquier objeto estelar altamente luminoso detrás de él, ya que su luz se curvaba a su lado a través de lentes gravitacionales.

Notas al pie

[1] Redshift – Wikipedia

[2] Horizonte de eventos – Wikipedia

[3] Disco de acreción – Wikipedia

[4] Lente gravitacional – Wikipedia

“¿Cómo sería el horizonte de sucesos de un agujero negro para los humanos, suponiendo que los humanos nunca puedan ver que algo pase a través del horizonte de sucesos?”

Ok, entonces la forma en que funciona es así:

La gravedad y el giro de un agujero negro es tan intenso que no solo deforma el espacio-tiempo. Lo envuelve alrededor de sí mismo como una capa de remolino. Algo así:

Cuanto más te acercas al centro, más espacio se estira. El espacio-tiempo es como un caramelo en una máquina de caramelo.

Puedes estirarlo. Bastante.

Por lo tanto, es un poco contra-intuitivo, pero el camino en realidad se alarga a medida que se acerca a su destino. Una órbita puede tomar un día, pero la próxima órbita tomará dos días, aunque esté más cerca, porque el espacio se ha estirado, por lo que es el doble de distancia, aunque el radio de su órbita sea menor.

Aquí es donde se pone un poco raro.

Entonces, a medida que caes en esta trayectoria de espacio-tiempo cada vez más estirada (¡mírame con todas las palabras de gran ciencia!), Cada vez hay menos trayectorias potenciales que te permitirán escapar. Eventualmente, llegas a un punto donde todas las trayectorias posibles que puedes seguir conducen a la singularidad, sin importar qué tan rápido vayas. Este punto se llama el “Horizonte de eventos”. No hay nada mágico en esa frase, aunque suena genial. Literalmente significa el horizonte del evento, está tan lejos como podemos ver. Hay espacio más allá. Dada la forma en que se estira el espacio que lo rodea, probablemente bastante espacio, pero debido a la forma en que se ha extendido, todos los caminos potenciales conducen hacia abajo y no hacia arriba.

La “superficie” de un agujero negro es simplemente un punto matemático del que nada, ni siquiera un fotón, regresa.

Lo que esto significa en el espacio tridimensional es que obtienes una esfera de esfera perfecta de negrura dos veces el radio de Schwarzschild del objeto en cuestión.

El espacio es ingenioso. La física es ingeniosa. Eso hace que la Astrofísica (la física del espacio) sea doblemente ingeniosa.

¿Y es extraño que escuche la voz de Neil DeGrasse Tyson leyendo la última oración?

El primer agujero negro en general se basa en un concepto físico teórico postulado, debido a la predicción de la teoría general de la relatividad, y algunos fenómenos cosmológicos observados. Sus propiedades físicas calculadas en consecuencia, como su radio de horizonte de eventos R = 2GM / c ^ 2, su temperatura alrededor de 10 ^ -8 k, etc., donde G es constante de Newton, M su masa y c es velocidad de la luz. Cualquier cosa que pase al dominio del horizonte se mezclará como información publicada en la superficie del horizonte. Por lo tanto, es un dominio nada puede salir de él y cualquier cosa que ingrese se cambiará a otra entidad física.

En segundo lugar, este tipo de pregunta su respuesta nunca será del todo clara. Es una especie de postulación.

Sabes que los agujeros negros (o cualquier cuerpo masivo) presentarán lentes gravitacionales. Por lo tanto, debe esperar que el horizonte de eventos realice una refracción y deforme las luces que vienen detrás.

Sabes que ninguna luz pasará a través del núcleo del Agujero Negro, por lo que tu vista del Agujero Negro será un anillo refractor sentado en el espacio …

Cuanto más lejos elija el campo de visión, menos refracción notará.

En el borde del horizonte de eventos, notará una aberración cromática.

No puedes ver nada a través del horizonte de eventos. Solo se puede ver que se refracta gravitacionalmente en sus alrededores.

Cualquier luz que provenga de cualquier cosa frente al Agujero Negro en sí, se desplazará hacia el rojo (Gravitational Redshifting).

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