¿Cómo se demostró que los agujeros negros atraen e irreversiblemente consumen luz? ¿Puede / ha sido ‘visto’?

Exactamente … tu respuesta está ahí en la pregunta …

Cada vez que quieres ver algo, brillas luz sobre él. El objeto absorbe parte de la longitud de onda y el resto se refleja. Esta luz reflejada entra en tus ojos haciéndola “visible”.

Ahora piense en algo que pueda absorber cada longitud de onda sin reflejarlo. No se puede ver. Esta explicación lógica de por qué los agujeros negros son tan difíciles de localizar es la prueba de que ‘consume’ incluso la luz.

Ahora, si se dice en términos físicos, la luz está compuesta básicamente por una gran cantidad de fotones, es decir, paquetes de energía (cuya energía está directamente relacionada con la frecuencia de la luz). Aunque la masa en reposo de un fotón es cero, mientras viaja “como” luz, tiene una masa. Lo que sea que tenga una masa es atraído por la fuerza gravitacional y el agujero negro produce un infierno de campo gravitacional. Luz, a medida que se acerca más al agujero negro en el que está siendo absorbida y, finalmente, incluso la luz no puede escapar. Espero que esto satisfaga tu curiosidad.

Los agujeros negros no atraen la luz.

Los agujeros negros doblan la luz, como cualquier objeto masivo, pero tiene una masa tan grande que la luz se dobla demasiado y no puede alcanzarla. Viaja a su alrededor .

Esta flexión no se debe a la atracción de los fotones por la gravedad, sino a la distorsión del espacio-tiempo por la gravedad.

Se llama lente gravitacional . Aquí hay una imagen para explicar el fenómeno:

La lente es el agujero negro

No hay razón para dudar de la existencia de agujeros negros. Pero es un poco matizado, porque es indirecto y tiene un lado tanto teórico como experimental.

¿Hay pruebas teóricas?

Si.

Como otros han escrito, los agujeros negros son una consecuencia teórica ineludible de la Relatividad General (GR). En ese sentido, han sido “probados” matemáticamente, lo que debería ser cierto si GR es verdadero como se describe.

¿Hay pruebas experimentales?

No.

Primero, nunca puedes “probar” algo experimentalmente. Los experimentos pueden rechazar una hipótesis teórica o ser coherente con ella; nunca pueden “confirmar” uno. Nada nuevo aquí: es solo la naturaleza del método científico.

Pero no seamos tan pedantes. ¿Qué tal: han sido “vistos” directamente independientemente de si técnicamente “confirman” la teoría? No otra vez. Como otros mencionaron, es difícil ver algo que no se puede ver. Ni siquiera podemos ver nada directamente que cruce el “horizonte de eventos” porque la dilatación del tiempo relativista hace que nos parezca que lleva mucho tiempo para que algo caiga.

¿Por qué estamos tan seguros de que existen?

Existe evidencia indirecta sustancial para los agujeros negros, que es tan fuerte que no hay dudas razonables de su existencia en la comunidad profesional.

1. Como Nick Choksi menciona, observamos concentraciones de masa tan grandes en volúmenes tan pequeños que debe haber un agujero negro en el centro. Esto es cierto en los núcleos de las galaxias activas, así como en el centro de nuestra galaxia.
2. Los centros de las galaxias y los cuásares activos emiten grandes cantidades de radiación sincrotrón, que requiere electrones relativistas (velocidades de al menos el 99,9% de la velocidad de la luz). No conocemos ningún fenómeno físico que pueda producir tales velocidades de electrones en cantidades suficientes además de los discos de acreción (hipotéticos pero esperados) alrededor de los agujeros negros supermasivos (masas de [matemáticas] 10 ^ {9-10} [/ matemáticas] masas solares o más).
3. No tenemos motivos para dudar de GR porque ningún experimento serio lo ha invalidado. La evidencia de GR (y ninguna otra teoría) incluye:

1. La existencia de lentes gravitacionales, que es bastante obvio cuando lo ves en imágenes de campos de galaxias distantes.
2. La descomposición orbital de los púlsares binarios a medida que irradian ondas gravitacionales, que rastrea las expectativas teóricas con una precisión exquisita.
3. La reciente detección directa de ondas gravitacionales.

Entonces, dada esta evidencia indirecta y la evidencia directa de GR, se puede decir que los agujeros negros han sido “vistos” tan bien como nosotros.

Debe darse cuenta de que esto es aproximadamente cierto para una hoja de papel negra y una propiedad general de todos los cuerpos negros.

El desplazamiento al rojo gravitacional es una consecuencia de cualquier campo gravitacional y se ha medido aquí mismo en la Tierra. Es simplemente una cuestión de ampliar un campo gravitacional hasta que el desplazamiento al rojo llegue al infinito. El es el caso de todos los agujeros negros, por definición, y el lugar donde sucede esto se llama superficie de desplazamiento al rojo infinito. Algunas veces esta superficie está en el horizonte de eventos y otras no.

Ciertamente, en el horizonte de eventos, la luz se consumiría ya que no hay camino para que la luz vuelva al espacio-tiempo exterior.

Un agujero negro es, por definición, cualquier región del espacio-tiempo oculta detrás de un horizonte y, con la evidencia de la existencia de agujeros negros, requiere que la luz se pierda en los agujeros negros.