Experimento mental: empuje hacia afuera ultrarrápido dentro de un agujero negro

Supongamos que tengo un agujero negro clásico de Schwarzchild. B de masa METRO . Y considere un subconjunto esférico (o sub-agujero negro si lo desea) B ′ (compartiendo la misma singularidad y teniendo masa METRO ′ (Vamos a atar que METRO ′ > 10 17 gramos ).

En lectura:

https://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation#Black_hole_evaporation

Se tiene que el tiempo de evaporación del agujero negro viene dado por:

τ = 8.66 × 10 − 27 [ METRO gramo ] 3 s .

Ahora supongamos que tengo un observador O que entra en el horizonte de sucesos de B pero aún no ha cruzado el horizonte de eventos de B ′ (donde este horizonte se define como el horizonte que habría existido si todas las capas externas de B sido eliminado).

Ahora la distancia radial desde O La ubicación actual de 's con respecto al horizonte de sucesos de destino puede estar dada por cierta distancia d . y el vector director de O es tal que debe tener una componente distinta de cero apuntando hacia la singularidad (llamemos dirección S).

Pero supongamos O comienza a acelerar extremadamente fuerte alejándose de esta dirección hacia la singularidad. Por supuesto, no es posible alejarse de la singularidad, pero se podría reducir la velocidad. V s gastando suficiente energía de tal manera que

d V S ≥ 8.66 × 10 − 27 [ METRO ′ gramo ] 3

Entonces B ′ se habría evaporado completamente antes O llegó a eso. Ahora B tiene una cantidad finita de tiempo antes de que se evapore en su totalidad. Todavía O parece ahora poder quedarse INDEFINIDAMENTE dentro B sin llegar a la singularidad.

Así que aquí está mi confusión: hay 2 interpretaciones de lo que está pasando ahora. Los observadores en el exterior dicen que O Entró, no se volvió a ver y, como todas las cosas, salió expulsado como una ráfaga de radiación. Pero O podría afirmar que entraron, de alguna manera lograron evitar la singularidad cayendo demasiado lentamente y ahora no pueden escapar, pero no están destruidos.

Así que:

  1. Para evitar esta contradicción tiene que haber una velocidad mínima que todo debe CAER al centro sin importar lo que hagan

  2. ¿Es posible que ocurran 2 eventos contradictorios y ambos sean válidos?

¿Cuál es la deducción correcta aquí?

La masa de un agujero negro se concentra en el centro puntual. No se puede tener un agujero negro 'sub' de menor masa.
Ok, @DilithiumMatrix, esto no rompe mi experimento mental, pero motiva algunas preguntas que pueden ayudarme a romperlo: considere solo las subesferas del horizonte de eventos, debería haber un comportamiento similar a la radiación en la superficie de cada subesfera ( excepto que la radiación generada por las subesferas que están contenidas en el horizonte de sucesos exterior caerá directamente hacia la singularidad). Entonces, ¿es correcto decir que es imposible que un observador evite golpear la singularidad ANTES de que el agujero negro se evapore?
@sammygerbil está cerca, pero no aborda del todo, ya que la respuesta esencialmente le pide al OP que sea más claro y no aborda su paradoja percibida. Aquí lo he hecho explícito, me refiero a los horizontes de eventos, DilithiumMatrix ha planteado un punto que podría revelar una falla en mis suposiciones, pero hasta que se resuelva, esta pregunta requerirá una respuesta diferente a la que ha vinculado.
Entonces, un agujero negro B de Schwarzchild se puede identificar con una esfera de cierto radio R (dictado por el radio del horizonte de eventos). En el volumen de espacio de B existe una esfera de espacio de radio R ′ < R que comparte el centro de B. A eso me refiero con subesfera. La superficie de esta esfera (una región del espacio que no tiene otras propiedades interesantes) también sería un horizonte (aunque no interesante porque está contenido en un horizonte de sucesos). Pero básicamente estoy considerando que si un observador llega a este nuevo horizonte solo después de que el agujero negro original se haya evaporado, ¿qué sucede?
El Event Horizon es una superficie única , los radios internos dentro de él no son horizontes adicionales.
Es un experimento mental claro e interesante, y no una tarea.

Respuestas (1)

No existen agujeros negros de Schwarzschild en nuestro universo, por lo que la situación que describe no puede surgir. Un agujero negro de Schwarzschild es independiente del tiempo, lo que significa que tiene que haber existido durante un tiempo infinito y seguir existiendo durante otro tiempo infinito.

Esto no es solo un poco de terminología sutil porque ningún horizonte verdadero puede formarse en un tiempo de coordenadas finito, donde el tiempo de coordenadas significa el tiempo registrado por un observador lejos (efectivamente infinitamente lejos) de la masa. Sin embargo, el agujero negro puede evaporarse en un tiempo de coordenadas finito, lo que significa que nunca se puede formar un verdadero horizonte. Esto se discute en ¿Por qué Stephen Hawking dice que los agujeros negros no existen?

Se ha planteado una pregunta relacionada en ¿Alguna partícula alcanza alguna singularidad dentro del agujero negro? pero eso no tiene una respuesta definitiva a pesar de que una de las respuestas es de un ganador del premio Nobel. La impresión que tengo es que simplemente no entendemos la evaporación de los agujeros negros lo suficientemente bien como para dar una explicación definitiva de lo que sucedería. El cálculo de Hawking es semiclásico, por lo que solo toma la geometría de Schwarzschild (inexistente) como un fondo existente. Presumiblemente, un tratamiento completo se basaría en algo como la métrica de Oppenheimer-Snyder y calcularía cómo la radiación de Hawking modificó su evolución, pero no conozco tales cálculos.

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