¿Se evaporaría un agujero negro a través de la radiación de Hawking antes de que caigas más allá del horizonte de eventos?

Se necesita una cantidad infinita de tiempo para que algo caiga más allá del horizonte de eventos de un agujero negro desde la perspectiva de alguien fuera del horizonte de eventos. Los agujeros negros también se evaporan después de un tiempo finito desde la perspectiva de un extraño debido a la radiación de Hawking.

¿Significa esto que nunca llegarías al horizonte de eventos si cayeras en un agujero negro porque el agujero negro se evaporaría?

black-hole hawking-radiation

— Thomas
fuente

Para ser claros, si caes en un agujero negro, caerías y conocerías la singularidad mucho antes de que se evaporara, lo que le sucede a la persona que cae y lo que ve la persona que mira afuera son dos perspectivas muy diferentes del mismo evento. .

— userLTK

Como indica userLTK, la "cantidad de tiempo infinita para que algo caiga más allá del horizonte de eventos" es solo con respecto a un observador que observa cómo cae un objeto. El objeto real que hace la "caída" no experimenta esto, por lo que su pregunta es discutible. Además, la lógica debería indicar que si eso fuera cierto, nada podría caer en un agujero negro y, por lo tanto, ningún agujero negro podría formarse o hacerse más grande.

— zephyr

@zephyr Este es un punto de gran confusión y nadie está muy seguro de cómo resolverlo. Todavía no tiene una respuesta completa.

— Sir Cumference

¿El posible duplicado del observador Infalling nunca podría cruzar el horizonte de eventos de Black Hole?

— peterh - Restablece a Mónica el

He votado para dejar esta pregunta abierta: es la otra pregunta que debe cerrarse como un duplicado, dado que partes de ella se copiaron directamente de esta.

— Chappo dice que SE dejó a Mónica el

Respuestas:

Le hice esta pregunta a un par de físicos hace unos días. Grandes mentes piensan igual, ¿eh?

Primero, tenga en cuenta que la radiación de Hawking es solo hipotética. Es no teoría. Si confiamos en esa hipótesis, esto es lo que podemos obtener.

En relatividad general, los agujeros negros se pueden describir a través de una serie de aproximaciones. Por ejemplo, la solución de Schwarzschild para un agujero negro lo describe como un objeto eterno, no algo que existe para algunas veces y no existe para otras. Según esta solución, el horizonte de eventos debe haber existido siempre y debe seguir existiendo eternamente.

Los agujeros negros de Schwarzschild se aproximan a los agujeros negros con mucha precisión, pero como se puede ver, no explican cómo se puede formar un agujero negro y (suponiendo que la radiación de Hawking sea real) no explican cómo uno podría eventualmente evaporarse.

Por supuesto, esa solución no nos ayudará. He seguido buscando uno que describa con precisión un agujero negro que se evapora y se puede crear, pero no he encontrado nada. La conclusión a la que he llegado, junto con las que he preguntado, es que nuestra pregunta tiene un problema importante: la radiación de Hawking se explica a través de la teoría cuántica de campos.

Por lo tanto, no puede simplemente usar una solución GR para un agujero negro; necesitaría una mezcla impía de teoría cuántica de campos y relatividad general (tenga en cuenta que tanto GR como QFT son incompatibles en muchas situaciones).

Al final, todo se reduce a lo poco que realmente sabemos sobre los agujeros negros. Realmente no es posible determinar qué solución es la mejor, y nuestra incapacidad para conciliar QFT con GR plantea un gran problema. La mejor respuesta que podría dar es "nadie sabe realmente qué sucedería si siguieras acercándote a un agujero negro".

No sabemos si llegaríamos al horizonte de eventos, no sabemos si el agujero negro se evaporará. Simplemente no los entendemos lo suficientemente bien como para saber qué solución funcionaría o cómo pondríamos QFT en ella. Si de alguna manera logramos encontrar una aproximación que combine correctamente GR y QFT, supongo (pero no me cite sobre esto) que la situación que describió sería posible.

Si es posible, por cierto, podríamos decir con confianza que un agujero negro de cualquier tamaño podría destrozarlo a través de las fuerzas de marea. Las fuerzas de marea se debilitan a medida que aumenta el tamaño del agujero negro, por lo que uno asumiría que un agujero negro lo suficientemente grande no lo destrozaría.

Sin embargo, si tomamos en cuenta la radiación de Hawking, y si su escenario propuesto fuera correcto, el agujero negro se reduciría a medida que se evapora. Dado que se haría más pequeño a un ritmo más rápido a medida que nos acercamos al horizonte de eventos, pronto sería lo suficientemente pequeño como para destrozarnos.

— Sir Cumference
fuente

Asumiendo (suposición GRANDE) que todo esto funciona de esta manera y de alguna manera podemos sobrevivir a las fuerzas de las mareas, ¿presenciaríamos que el horizonte de eventos se aleja constantemente de nosotros mientras nos acercamos hasta que desaparezca por completo? Y luego, en ese punto, nos daríamos cuenta de que en los pocos momentos que tardó (desde nuestra perspectiva) en desaparecer el agujero negro, ¿el resto del Universo envejeció miles de millones de años?

— called2voyage

@ called2voyage, supongo? Dios sabe lo que realmente sucedería, pero supongo que sí. Pero incluso si de alguna manera sobreviviste a la fuerza cada vez mayor de las fuerzas de marea, tendrías que lidiar con el calor extremo del disco de acreción y los campos magnéticos increíblemente fuertes.

— Sir Cumference

Pregunto porque esa solución suena muy parecida a un agujero de gusano unidireccional para el futuro.

— called2voyage

@ called2voyage Así es como actúa la dilatación del tiempo. Sería lo mismo si siguieras acercándote a la velocidad de la luz: tu tiempo avanzaría más lento en relación con el resto del Universo, y el tiempo del Universo progresaría más rápido en relación con ti. Un agujero negro no tiene habilidades mágicas de viaje en el tiempo, solo usa dilatación gravitacional del tiempo. Todos los objetos con gravedad aplican dilatación del tiempo gravitacional, pero los agujeros negros continuarán dilatando tu tiempo hasta el infinito a medida que te acerques a sus horizontes de eventos.

— Sir Cumference

Correcto, pero en este caso nunca cruzas el horizonte, simplemente terminas en el futuro.

— called2voyage

Hay un FAQ existente para este tipo de preguntas:

http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/BlackHoles/fall_in.html

Para esta pregunta en particular, la respuesta es no.

— Douglas
fuente

Como se ha mencionado en un comentario de @zephyr, el problema del tiempo infinito en realidad no es un problema.

A medida que te acercas a un agujero negro, el tiempo relativo a tu punto de vista no cambia de la misma manera que lo hace desde un marco de referencia diferente.

Mirando su propia situación, todo sucedería en "tiempo real", sin embargo, todo lo observado sobre usted y su situación tomaría "y una cantidad infinita de segundos para que pase un segundo".

Este también es un tema controvertido porque ha habido mediciones y posiblemente observaciones (tendría que comprobar esto) de estrellas "cayendo" en agujeros negros. Por lo tanto, el tiempo infinito desde la perspectiva de los observadores externos tampoco es posible.

En resumen, la mejor manera de responder a su pregunta sin entrar demasiado en teoría, hipotética o ciencia loca, es simplemente decir: No, eso no significa eso.

— LaserYeti
fuente

Si hemos observado que una estrella cae en un agujero negro (tendría que comprobarlo yo mismo), eso no significa que hayamos observado que la estrella llega al horizonte de eventos. Podríamos ver que la estrella se está desgarrando. Parecería acercarse arbitrariamente al horizonte de eventos, hasta el punto de que parecería desaparecer, sin llegar a alcanzar el horizonte de eventos desde un marco de referencia externo. Toda la masa / energía de cualquier cosa que caiga en el agujero negro podría parecer "suspendida" justo por encima del horizonte de eventos, con su velocidad aparente asintóticamente cercana a cero. (O me equivoco.)

— Keith Thompson