¿Los agujeros negros causan corrimiento al rojo gravitacional? [duplicar]

Supongamos que un rayo de luz es emitido por una fuente de luz muy cerca de la singularidad del agujero negro lejos del centro gravitacional del agujero negro. ¿Por qué no se escapa la luz? ¿No debería la gravedad masiva del agujero negro causar un desplazamiento al rojo masivo en el rayo de luz? ¿Cómo lo tira hacia atrás? Sé que puede haber muchas preguntas similares a esta, pero solo necesito una respuesta básica para la parte del corrimiento al rojo. Entiendo que si un rayo de luz pasa cerca del agujero negro, entonces se dobla y es atraído hacia adentro. Pero, ¿y si la luz se aleja perpendicularmente del agujero negro? La fuente está dentro del horizonte de eventos, por supuesto. De lo contrario, este es solo un caso normal.

¿La fuente está dentro del horizonte de sucesos o fuera? (Ahora hay algunas dudas sobre si los horizontes de eventos realmente existen, pero tengan paciencia conmigo).
He vinculado una pregunta que me parece responder a lo que está preguntando, es decir, qué le sucede a un haz de luz dirigido hacia afuera desde el interior del horizonte de eventos. Si las matemáticas en esa pregunta son demasiado pesadas, hágamelo saber e intentaré una explicación más simple aquí.
La pregunta editada es más clara, pero aún parece estar confundiendo dos preguntas diferentes, 1) ¿se escapará el rayo? (No, no lo hará), y 2) ¿se desplazará hacia el rojo? (Sí, para algunos observadores).
Bueno, beta, dijiste que se desplazará hacia el rojo para algunos observadores. Si no puede escapar, ¿cómo será observado? ¿Y por qué no escapará? La respuesta a continuación dice> Si la luz se aleja del agujero negro, se desplazará hacia el rojo, pero podrá desaparecer.
@JohnRennie Por favor, ¿puede explicarme con una respuesta más directa ya que no entiendo las matemáticas en la pregunta vinculada? Gracias :)

Respuestas (2)

No es tan simple. Sobre su pregunta, creo que intenta estimar su comportamiento en función de la mecánica newtoniana. Pero esto va basado en curvas integradas basadas en las Ecuaciones de Campo de Einstein y su matemática es totalmente diferente. Por ejemplo, las órbitas generalmente no están cerradas y no son estables.

Si la luz se aleja del agujero negro, se desplazará hacia el rojo, pero podrá desaparecer. La luz que pasa por el horizonte de sucesos, entrará en el agujero y nunca saldrá.

La luz que va inicialmente en una órbita circular también terminará en el agujero negro si comenzó debajo 3 / 2 R gramo .

Puede leer más sobre las órbitas estables/metaestables e inestables alrededor del BH aquí .

¿En breve la luz será capaz de escapar?
No, si comienza en el horizonte, entonces no lo hará. Pero no lo imagines como si algo como una "fuerza" actuara sobre la luz y la arrastrara hacia atrás. En la relatividad general, no existe tal cosa. En GR debes pensar en la gravedad, como si las direcciones del espacio (tiempo) cambiaran. En el caso de un EH, se cambian para que no haya una dirección que salga del BH, al igual que no hay una dirección que regrese al pasado en nuestro mundo.

La coordenada radial dentro del agujero negro es similar al tiempo, por lo que cuando estás en el agujero negro (según la Relatividad General estándar y considerando un agujero negro de Schwarzschild) te ves obligado a ir a la singularidad. Es como si la coordenada radial fuera nuestra coordenada de tiempo habitual, en la que no puedes viajar al pasado.

Diagrama de Kruskal

Véase, por ejemplo, este diagrama de Kruskal del agujero negro. La velocidad máxima que puede alcanzar es C , eso significa ir en un 45 ° línea en el diagrama. Las partículas masivas se ven obligadas a permanecer en el cono de luz y siguen 0 − 45 ° trayectorias. No puedes hacerlo mejor que 45 ° y no puedes alejarte de la singularidad. Además, el horizonte es la superficie de desplazamiento al rojo infinito (más precisamente, la superficie de desplazamiento al rojo infinito efectiva está ligeramente fuera del horizonte, porque no tiene un dispositivo experimental con sensibilidad infinita).

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