Orbitando alrededor de un agujero negro

Absolutamente posible. No hay nada mágico en un agujero negro. La atracción gravitatoria de un agujero negro llega tan lejos como lo haría la gravedad para otro objeto de la misma masa.

Si reemplazas el Sol con un agujero negro de la misma masa, todo continuaría orbitándolo tal como lo hace actualmente.

Cualquier cosa con masa tiene una fuerza gravitatoria en sí misma, y ​​un agujero negro atraerá cualquier cosa con masa. Una vez más, es lo mismo que nuestra estrella tiene un efecto sobre la Tierra y la Tierra tiene un efecto sobre la Luna.

Para fines de comparación, aquí hay un espacio-tiempo plano de Minkowski en coordenadas esféricas:

$$\mathrm{d}s^2 = -\mathrm{d}t^2 + \underbrace{\mathrm{d}r^2 + r^2(\mathrm{d}\theta^2+\sin^2\theta\,\mathrm{d}\phi^2)}_\text{Euclidean 3-space}\text{.}$$

La fuente del malentendido fue que no tenía lo suficientemente claro cómo funcionan los agujeros negros. Siempre los imaginé como "agujeros de succión" como remolinos en el agua.

Eso no es del todo incorrecto. El espacio-tiempo de Schwarzschild de un agujero negro no giratorio y sin carga en las coordenadas Gullstrand-Painlevé es

$$\mathrm{d}s^2 = -\mathrm{d}t^2 + \underbrace{\left(\mathrm{d}r + \sqrt{\frac{2M}{r}}\,\mathrm{d}t\right)^2}_\text{suckhole} + r^2(\mathrm{d}\theta^2+\sin^2\theta\,\mathrm{d}\phi^2)\text{.}$$ Donde se desvía del espacio-tiempo ordinario y plano de Minkowski es completamente en el término del cuadrado medio. Aquí, la coordenada de tiempo $t$no es el tiempo de Schwarzschild, sino el tiempo medido por un observador en caída libre desde el reposo en el infinito. El último bit, si se une con el $\mathrm{d}r^2$término que uno obtendría al multiplicar la parte del medio, es euclidiano ordinario $3$-espacio escrito en coordenadas esféricas.

Si reconoces de la gravedad newtoniana la cantidad$\sqrt{2M/r}$, o$\sqrt{2GM/r}$en unidades ordinarias, como la velocidad de escape, entonces la imagen es muy peculiar: según un observador en caída libre desde el reposo en el infinito, el espacio euclidiano es absorbido por la singularidad a la velocidad de escape local. El horizonte de eventos es la superficie a la que la velocidad a la que el espacio está "cayendo" a la velocidad de la luz.

Esta es una razón adicional por la cual los agujeros negros sónicos son buenos análogos a sus contrapartes gravitacionales. En un agujero negro sónico, puede haber un "agujero de succión" real que drena un fluido de baja viscosidad a una velocidad creciente, hasta y más rápido que la velocidad del sonido en ese fluido. Esto forma un horizonte de eventos acústicos que es unidireccional al sonido y se espera que tenga un análogo de la radiación de Hawking.

La estructura correspondiente para agujeros negros cargados es similar, y para uno giratorio más complicado, aunque aún puede describirse como "succión" con un cierto giro adicional que hace girar a los observadores en caída libre.

No atraen la fuerza gravitatoria; tienen masa, por lo que ejercen una influencia gravitacional sobre otros objetos.

Entonces sí, es posible que un objeto orbite indefinidamente alrededor de un agujero negro. El hecho de que la masa que está orbitando se llame agujero negro no significa que el objeto esté condenado a entrar en espiral en el agujero negro.

existe prueba de que algo puede orbitar alrededor de un agujero negro. La estrella S2 orbita alrededor del agujero negro central de 4 millones de masas solares de nuestra galaxia.

http://en.wikipedia.org/wiki/S2_(estrella)

Tenga en cuenta que si encuentra un objeto orbitando alrededor de su objeto objetivo, entonces puede calcular la masa de su objeto objetivo.

De hecho, para algo que orbita alrededor de un agujero negro, es muy difícil caer. Esto es por la misma razón por la que es más fácil enviar una sonda de la Tierra a Marte (hacia afuera del Sol), que de la Tierra a Mercurio (hacia adentro). hacia el Sol), y también la misma razón por la que no es práctico deshacerse de los desechos tóxicos arrojándolos al Sol. Se necesitaría una enorme cantidad de energía para llegar al Sol.

Consulte los conceptos básicos de los vuelos espaciales para obtener más información.