¿Cuánta energía se puede extraer sumergiendo algo en un agujero negro? [duplicar]

Si un objeto está en órbita alrededor de una estrella, el objeto tiene energía potencial gravitatoria que posiblemente podría extraerse. Por ejemplo, cuando realizamos tirachinas gravitacionales alrededor de Júpiter, nuestra nave espacial acelera y Júpiter cae a una órbita ligeramente más baja: convertimos parte de su energía potencial gravitacional en energía cinética que usamos para nuestros propósitos. Solo hay tanta energía que se puede extraer antes de que Júpiter caiga tan bajo que se acerque demasiado al Sol para que esto funcione (por ejemplo, golpeando la superficie del Sol).

Imagínese si el planeta estuviera orbitando un agujero negro en lugar de una estrella. En este caso, el proceso podría continuar por más tiempo. ¿Cuánta energía se podría recuperar? ¿Puede esto expresarse como una fracción fija de la masa en reposo del objeto descendido? ¿Es esto lo mismo que obtendría al bajar lentamente el objeto directamente al agujero negro en una cuerda idealizada conectada a una turbina?

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lemon dio una excelente explicación de cómo la energía potencial gravitacional se diferencia de bajar una masa,$m$, desde muy lejos hasta el horizonte de sucesos es igual a la mitad de su masa-energía. Esto parecería proporcionar un límite superior para una respuesta más realista. Aquí hay un par de cosas adicionales que me gustaría que se tuvieran en cuenta:

(1) La energía liberada se desplazaría hacia el rojo a medida que se alejara del agujero negro. ¿Cómo cambia esto las cosas?

(2) Por debajo de 1,5 veces el radio de Schwarzchild, no hay órbitas circulares (el viaje circular requiere empuje hacia afuera). Presumiblemente, esto causa muchos problemas para mi método más allá de esa etapa, ya que tenía una masa en órbita alrededor de la cual estaba lanzando cosas.

(3) Por debajo de 1,5 veces el radio de Schwarzchild, los objetos balísticos no pueden escapar del agujero negro a menos que se alejen de él (por ejemplo, la luz que comienza a viajar perpendicular al centro del agujero negro simplemente entra en espiral). Presumiblemente, esto causa problemas para mi enfoque ya que, según tengo entendido, la honda implica principalmente un movimiento balístico más o menos perpendicular al centro del agujero negro.

(4) Las órbitas más bajas también son más rápidas, por lo que parecería que algo de energía potencial gravitatoria se utiliza para acelerar el objeto más bajo, lo que aumenta su energía cinética. Esto podría ser una cantidad muy grande si se baja cerca del horizonte de eventos, ya que la velocidad orbital allí es$c$. Por lo tanto, asumir que puede obtener toda la energía potencial gravitacional podría ser una sobreestimación grave. ¿Alguien sabe cómo ajustar eso?

Esto no es un duplicado de ¿Cuánta energía genera bajar un objeto a un agujero negro? ya que esa pregunta no tiene nada que ver con bajar a través de las órbitas, por ejemplo, mis preguntas (1), (2), (3) y (4) no se aplican allí. Además, la breve respuesta dada allí parece ser incorrecta, ya que contradice la mejor respuesta aquí hasta ahora.