¿Por qué la luz no puede escapar de un agujero negro?

Un agujero negro tiene un horizonte de eventos que 'marca el punto de no retorno'. Entonces sí, la luz no puede escapar de un agujero negro.

¿Por qué? Bueno, piensa en un 'tejido de espacio-tiempo'. En mi opinión, es la forma más fácil de entender la física en el trabajo aquí.

Por lo general, la tela se vería así:

_{(fuente: whyfiles.org )}

Sin embargo, un agujero negro tiene tanta gravedad que se podría decir que 'rasga' el tejido del espacio-tiempo:

_{(fuente: ddmcdn.com )}

Cuando la luz golpea esta área de gravedad increíblemente intensa, simplemente no puede salir: la luz viaja 'a lo largo' de la tela, y como hay una rasgadura en la tela, se podría decir que simplemente desaparece: se convierte en parte de la singularidad. .

Esta es una simplificación, por supuesto, pero es suficiente para entender al menos parte de la física detrás de este fenómeno.

Me gusta pensar en esto en términos de velocidad de escape .

La velocidad de escape es la velocidad necesaria para escapar de la atracción gravitacional de un objeto dado. Para la Tierra, esa velocidad es de 11,2 km/segundo (¡Mach 34!). Cuando los cohetes despegan de la Tierra, no están tratando de alcanzar cierta altura o altitud, están tratando de alcanzar cierta velocidad, la velocidad de escape.

Una vez que un cohete alcanza los 11,2 kips*, ha alcanzado la velocidad necesaria para abandonar la Tierra por completo. Si un cohete no logra alcanzar esa velocidad, independientemente de su altura, volverá a caer a la Tierra. (Puedes imaginarte un globo mágico que te eleva lentamente hacia el espacio, más allá de la ISS y la mayoría de los satélites, y luego lo sueltas: como no vas lo suficientemente rápido, caerás de nuevo, más allá de todos los satélites, y estrellarse contra la tierra.)

Los cuerpos gravitatorios más pequeños, como la luna, tienen velocidades de escape más pequeñas. Es por eso que los módulos de aterrizaje lunares pudieron salir de la Luna con una etapa de ascenso tan pequeña , en comparación con el enorme Saturno V que tardó en salir de la Tierra: solo tuvieron que ir a 2,4 km/segundo.

¡Para escapar del Sol, tendrías que ir a 617,5 km/segundo!

Afortunadamente para nosotros, la luz va más rápido que 617,5 kips, por lo que podemos ver la luz creada en el Sol. Sin embargo, a medida que aumenta la masa de un objeto, eventualmente la velocidad de escape alcanzaría o superaría los 299,792 km/s, la velocidad de la luz. En ese punto, ni siquiera la luz misma puede ir lo suficientemente rápido como para escapar del pozo de gravedad, y siempre será arrastrada hacia el agujero negro.

* Abreviatura de " ki lómetros por segundo "

No olvides que si un agujero negro tiene menos de la masa estable actual de un agujero negro (3 masas solares), entonces se evapora, transformando su masa en radiación, en cuyo caso emitiría luz, principalmente rayos X y gamma, a un ritmo creciente a medida que su masa disminuye, hasta que todo el agujero negro se convierte en un destello de radiación dura.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

Sin embargo, esta luz es la masa del agujero negro que escapa en forma de la forma de energía más básica.