La era de los agujeros negros

Tengo una comprensión muy pequeña del espacio-tiempo, sin embargo, he estado viendo algunas entrevistas y leyendo artículos del físico teórico Kip Thorne y tengo algunas preguntas que espero puedan ser respondidas.

Primero, si los agujeros negros son extremadamente densos y, por lo tanto, el tiempo viaja mucho más lentamente cerca de los agujeros negros, ¿podría esto significar que los agujeros negros son realmente muy jóvenes y, sin embargo, los percibimos como muy viejos?

Mi segunda pregunta es en respuesta a este video (de YouTube) . Él dice que habría problemas para mantener el agujero de gusano abierto el tiempo suficiente para viajar, sin embargo, ¿no sería el objeto con una masa lo suficientemente densa como para estirar el espacio-tiempo en un extremo también ralentizar el tiempo, por lo que nos daría suficiente tiempo para enviar algo?

Además, si hay algún documental o libro interesante sobre este tema, estaría muy interesado.

Para no complicar la pregunta, pero es posible que desee aclarar si está hablando del horizonte de eventos (o simplemente afuera), versus dentro del agujero negro versus en el núcleo / singularidad del agujero negro, sea lo que sea. Desde el punto de vista de Black Holes, no es joven, pero el universo que lo rodea está envejeciendo muy rápido, así que creo que tienes razón en cierto sentido.
La edad de un agujero negro para un observador externo es simplemente el tiempo desde el colapso estelar hasta hoy. Ese valor se mide en un espacio asintóticamente plano y no está distorsionado de manera mensurable por las condiciones cercanas al agujero negro. Los agujeros de gusano son simplemente ciencia ficción.
Estas deberían ser dos preguntas separadas. Para el segundo, resuma el video para que podamos responder sin tener que verlo. Las preguntas sobre SE deben ser independientes.

Respuestas (1)

De hecho, sus preguntas están relacionadas. Primero describamos el espacio-tiempo como una pila de fotos, las fotos son diferentes tiempos. Las cosas reales están en alguna región de una de las fotos y en una región posiblemente diferente de una foto diferente, pero no salte discontinuamente de una región a otra entre dos fotos individuales. Tenga en cuenta que esta es una analogía y muchas cosas están mal, pero podría ayudar en esta situación. E imagina que es una cámara mágica, más como una imagen fija de un videojuego, una que no se trata de la luz que llegó a alguna cámara o ubicación del globo ocular en algún momento, sino que en realidad es solo una imagen que representa cómo son las cosas en un tipo de momento

Entonces, en este tipo de foto, es posible que veas un agujero de gusano. Pero el agujero de gusano es completamente capaz de estar dentro de una región de espacio-tiempo curvo que está intensamente curvado, como cerca de un agujero negro, por lo que si observa una serie de fotos, puede notar que los relojes que la gente lleva lejos funcionan bastante rápido en comparación con el reloj. relojes cerca del agujero de gusano, debe mirar a través de algunos para ver un reloj lejano, pero tiene que mirar muchas fotos para ver un reloj cerca del agujero de gusano. Y eso es precisamente porque un agujero de gusano tiene un espacio-tiempo muy curvo, como un agujero negro (realmente se trata de la relación a través de la curvatura de la región lejana y la región cercana).

Esto significa que un agujero de gusano que se forma y tiene solo unos pocos tictacs de relojes para las cosas en el medio podría existir para las personas en el exterior durante mucho tiempo. Eso es bueno para las personas que quieren decir que tienen un agujero de gusano que está muy lejos, el agujero de gusano puede durar un tiempo.

Pero cuando te acercas pierdes esa ventaja, tú y el agujero de gusano envejecen más sincronizados. Entonces, podría imaginarse en la foto a un montón de personas, algunas recién ingresando, algunas ya adentro, algunas en el medio, algunas cerca de existir en el otro lado, algunas en el otro lado. Pero si miras las fotos posteriores, verás que el agujero de gusano se aplasta antes de que las personas que ingresan logren salir. Y ves que las personas que salieron venían por el mismo lado por el que entraron, estaban adentro y saliendo pero no salieron por un lado diferente al que salieron.

Y esto parece ser bastante genérico, la materia regular tiende a deformar el espacio-tiempo para hacer que se pellizque cuando se curva fuertemente. Es lo que describe la Relatividad General dentro de un agujero negro.

No hay una forma aceptada y bien conocida de evitarlo. Si tuviera alguna materia exótica que curva el espacio-tiempo de manera diferente, podría evitar que se pellizque. Y la gente investiga cómo salirse con la suya usando la menor cantidad posible, pero eso podría resultar más difícil si luego tiene que untarlo en secciones muy delgadas.

Entonces, la garganta que conecta las dos regiones parece pellizcarse bastante rápido desde la perspectiva de las cosas en su interior. En el momento en que lo esperas y luego entras por un lado y luego llegas al medio, ya es demasiado tarde, solo las cosas que ya estaban en el medio antes de que tuvieras tiempo de salir.

Entonces, las fotos mágicas muestran una conexión si miras una sola foto. Pero para cualquiera de las regiones en la foto correspondiente a cosas, estas cosas que tienen que moverse a través del tiempo para llegar a otro lugar, el agujero de gusano se cierra porque tiene suficiente tiempo local para llegar al otro lado. Entonces, cuando pasas suficientes fotos para ver una foto con él en el fondo, ya se ha cerrado demasiado. A las cosas que tienen que moverse a través del tiempo, no puedes cruzar.

Es como si EE. UU. decidiera legalizar el transporte de X en cualquier parte del país, pero lo hicieran a las 8 a. m. del Pacífico, a las 9 a. M. de la montaña, a las 10 a. M. del centro y a las 11 a. Ese es tiempo suficiente para que cada parte del país pueda mover algo una milla, pero simplemente no hay forma de que algo ingrese a la costa oeste cerca del nivel del mar y llegue a la costa este mientras aún era legal. En una instantánea teórica, parece que hay un camino de una costa a la otra, pero no dura lo suficiente como para llegar de un extremo al otro durante la ventana de tiempo.

Eso es lo que sucede en un agujero de gusano que se pellizca tan rápido que no se puede atravesar. Específicamente, comparan la longitud de un extremo al otro y el tiempo (medido por relojes en su interior) que permanece abierto antes de que se pellizque. Para los EE. UU., es mucho más grande que cientos de millas de ancho, por lo que miles de nanosegundos no son tiempo suficiente para cruzar (la luz recorre unos 30 cm en un nanosegundo). La relación entre la longitud y el tiempo es demasiado grande si es mucho mayor que la velocidad de la luz. Para la mayoría de los agujeros de gusano estudiados que están hechos de materia regular, son demasiado largos en comparación con el tiempo que permanecen abiertos.

Piénselo de esta manera, alargarlos parece pellizcarlos más rápido. Y la longitud es a través del agujero de gusano, no cuán separados están los extremos en la región bastante plana, ese es un tema totalmente diferente.

Wow muchas gracias por las respuestas. Timaeus Soy fotógrafo, así que esa fue una analogía muy bien elegida para usar, jaja.