¿La oscuridad del agujero negro es el resultado de la gravedad o la distorsión temporal?

Cuando un objeto cae hacia un agujero negro, la luz emitida por el objeto se desplazará hacia el rojo por la gravedad. A medida que los fotones salen del pozo de gravedad del agujero negro, pierden energía, no pueden reducir la velocidad, pero su longitud de onda se estira. El objeto se oscurecerá a medida que se acerque al horizonte de sucesos debido al desplazamiento hacia el rojo gravitacional.

Los fotones que parten del horizonte de eventos se desplazarían hacia el rojo a energía cero, y ningún fotón puede viajar desde el interior del horizonte de eventos.

También observaremos la dilatación del tiempo gravitacional, el último segundo antes de que el objeto alcance el horizonte de sucesos se alargará indefinidamente. Los dos efectos son todos parte de la misma teoría relativista de la gravedad. No puede desmarcar los dos efectos.

El hecho es que la gravedad y la distorsión del ritmo del tiempo son lo mismo. Un objeto en caída libre sigue una geodésica del espacio-tiempo hacia el futuro, lo que significa un camino lo más recto posible sujeto a la curvatura del espacio-tiempo. Pero "tan recto como sea posible" se traduce como "el camino en el espacio-tiempo donde el viajero experimenta la mayor parte del tiempo pasando por todos los caminos posibles". Eso es análogo a la forma en que una geodésica en la Tierra es el camino con la distancia más corta . (La geometría del espacio-tiempo no es solo la generalización 4D natural de la geometría 3D, sino que es más un análogo con reglas especiales basadas en la forma en que funciona realmente la física).

Resulta que la curva con más "tiempo propio" (tiempo experimentado por el viajero) es aquella que se curva hacia donde el tiempo pasa más lentamente, y el tiempo pasa más lentamente cerca de un objeto masivo. Eso significa que, a medida que avanza hacia el futuro, su camino a través del espacio-tiempo se curva hacia el objeto masivo. En otras palabras, te mueves cada vez más rápido hacia el objeto masivo. Te caes.

Y, por supuesto, tiene sentido que una ralentización del tiempo reduzca la frecuencia de un reloj o un haz de luz.

Y, además, la ralentización del tiempo es parte de la curvatura. Cada vez que cambia la escala de medición a medida que se mueve de un lugar a otro, si lo hace de una manera que hace que cambien las geodésicas, entonces llamamos a eso curvatura. Y la curvatura es posiblemente el fenómeno fundamental. Y entonces diría que realmente es la desaceleración del tiempo (junto con la deformación del espacio) la causa básica de que la luz no pueda escapar.

La gravedad es, de hecho, un efecto secundario o resultado de la distorsión del espacio-tiempo.

Considere este diagrama simple:

La cuadrícula azul representa el espacio-tiempo y la esfera naranja es un objeto de gran masa.

Moverse a través del espacio significa ir de un mosaico a otro, por lo que cuando la luz pasa a la depresión distorsionada en el espacio-tiempo, no solo tiene que pasar de un cuadrado a otro, sino que debe hacerlo mientras esos cuadrados son atraídos hacia el objeto masivo. Para un planeta o una estrella promedio, esta distorsión es insignificante en lo que respecta a la luz, pero el hundimiento que haría un Agujero Negro sería muchas, muchas veces más profundo que el diagrama anterior: el espacio fluiría hacia el agujero tan rápido, o más rápido de lo que la luz puede viajar a lo largo de dicho espacio para atravesarlo.

Como tratar de subir una escalera mecánica descendente que siempre se mueve más rápido de lo que puedes subir.

Pero el espacio-tiempo fluye, eventualmente debería ser arrastrado, como sacar un mantel de debajo de un montón de platos, pero la masa de un agujero negro es tan grande que el tiempo-espacio esencialmente queda atrapado, como clavar el tenedor en el mantel como tu amigo. trata de apartarlo; el tiempo se detiene en el epicentro del agujero.

Es importante tener en cuenta que en ningún momento la luz se ralentiza al viajar a través del vacío del espacio aquí, es solo que el espacio se mueve en la dirección opuesta evitando que la luz escape en una cantidad significativa más allá del nivel esperado de radiación de Hawking.