Ascensor espacial en un agujero negro. ¿Posible?

La prisión espacial, donde los presos pueden jugar Yahtzee por el resto de sus vidas. Está ligeramente por debajo del horizonte de eventos.

No, no lo es. Está significativamente por debajo del horizonte de sucesos . Si desea que su prisión permanezca a una distancia aproximadamente constante de la singularidad central, tendrá que estar dentro de un agujero negro de Kerr-Newman giratorio y/o cargado , y posicionada dentro del horizonte interior. Si no es un agujero negro de Kerr-Newman, la prisión inevitablemente caerá en la singularidad en muy poco tiempo, en cuestión de horas, incluso para el más grande de los agujeros negros hipermasivos galácticos. Si no está por debajo del horizonte interior, inevitablemente caerá a través del espacio entre horizontes en muy poco tiempo.

Eso también significa que no es posible atar una cuerda estática entre la prisión y una estación de anclaje en órbita fuera del agujero negro. ¿Podría construir una estación de anclaje con una correa que baje hasta el horizonte de eventos? Posiblemente. El agujero negro tendría que estar girando ridículamente rápido para poner la órbita circular estable más interna a una altitud lo suficientemente baja como para permitir la construcción de un cable que podría alcanzar el horizonte de sucesos sin romperse por su propio peso, pero no está físicamente prohibido. Y aunque los sistemas de control serían ridículamente sensibles, si puedes construir una estación orbital, probablemente podrías incluso construir un anillo orbital que podría soportar una masa arbitraria de ataduras e instalaciones carcelarias arbitrariamente cerca del agujero negro.

Pero el puesto de anclaje exterior siempre estará separado de la prisión interior por el espacio interhorizonte. Y cualquier trozo de cuerda que cruce el horizonte exterior será inevitablemente transportado a través de ese espacio, tan inevitablemente como avanza en el tiempo, hasta que cruce el horizonte interior. Esto es cierto incluso si el agujero negro es lo suficientemente masivo como para hacer que los efectos de las mareas (y, por lo tanto, la espaguetización) sean completamente insignificantes en el horizonte de eventos exterior. Los efectos de las mareas no tienen nada que ver con eso. Los bits de la atadura que se encuentran por debajo del horizonte de sucesos exterior se mueven en una dirección diferente a través del tiempo que los bits que se encuentran fuera, y no pueden permanecer conectados.

Entonces, no puedes tener una atadura estática. Tal vez podrías alimentar continuamente material de amarre hacia el agujero negro, pero ¿cuál sería el punto de eso? En ese tipo de entorno extremo, no hay diferencia práctica entre eso y simplemente disparar una corriente de átomos individuales de material de amarre en el agujero negro. No gana nada con solo dejar caer un "vagón de ascensor" libremente, con cohetes para garantizar que pueda (teóricamente, después de todo, nunca sabrá si realmente lo logró o no, una vez que cruza el horizonte de eventos) navegar a y atraca con la prisión del otro lado.

No, las diferentes fuerzas gravitatorias ejercidas sobre un objeto a medida que se acerca al horizonte de eventos de un agujero negro parten el objeto por la mitad. A medida que un objeto se mueve hacia el agujero negro, se romperá por la mitad fractalmente hasta el nivel elemental subatómico. Es decir, te parten por la mitad, luego esos pedazos se rompen por la mitad, luego esos pedazos se rompen por la mitad, etc., hasta llegar a tus partículas cuánticas constituyentes. También hay efectos relativistas para la persona que ingresa al horizonte de eventos: experimentaría la destrucción anterior casi instantáneamente, mientras que para el observador externo que los observa parecería disminuir en incrementos infinitamente más pequeños hasta que pareciera detenerse por completo y congelarse en estasis.

Es un poco alucinante de describir, pero usaré un escenario para describirlo: si arrojaras un cronómetro digital a un agujero negro, verías que registra el tiempo cada vez más lento. El segundo contador comenzaría a contar en períodos de minutos, luego horas. eventualmente dejaría de parecer congelado. Luego, la luz de la pantalla comenzaría a desplazarse hacia el rojo hacia abajo en el espectro hasta que estuviera en la longitud de onda de radio de la energía electromagnética. Necesitarías un radiotelescopio y varios años para ver el contador de segundos contar solo un segundo, luego décadas, luego siglos. Eventualmente, se ralentizaría tanto que estaría atrapado esperando miles de millones de años entre los fotones individuales emitidos por la pantalla para llegar a usted.

Entonces, nada puede entrar en un agujero negro desde el punto de vista de un observador externo, solo puede acercarse infinitamente a él en incrementos infinitamente más largos e infinitamente más pequeños sin tocar el horizonte de eventos. Mientras tanto al objeto entrando en su justa obliteración inmediata.

Si se trata de un gran agujero negro (masivo), el horizonte de sucesos debería estar lo suficientemente lejos para evitar que las mareas se desplacen hacia objetos pequeños como las personas.

Sin embargo, a menos que tenga tecnología FTL, no puede recuperar a nadie más allá del horizonte de eventos. Encyclopedia Britannica tiene una muy buena definición de Event Horizon .

Horizonte de sucesos, frontera que marca los límites de un agujero negro. En el horizonte de eventos, la velocidad de escape es igual a la velocidad de la luz. Dado que la relatividad general establece que nada puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, nada dentro del horizonte de eventos puede cruzar el límite y escapar más allá, incluida la luz. Por lo tanto, nada de lo que ingresa a un agujero negro puede salir o puede observarse desde fuera del horizonte de eventos.

Entonces, incluso si la atadura puede sobrevivir a las fuerzas de tensión, sería un viaje de ida. El ascensor nunca podría volver a subir a menos que sea un ascensor FTL.

Incluso si es posible construir un ascensor FTL en su historia, parece ser una gran cantidad de trabajo para hacer una prisión.

Otro tema es la dilatación del tiempo. El resto del universo correría mucho más rápido que la prisión. Obtendría los mismos efectos poniendo a los prisioneros en crio y luego descongelándolos más tarde.