¿Puede algo orbitar un agujero negro con inmersión bajo el horizonte de eventos?

El horizonte de eventos es el límite, desde donde la luz no puede escapar. ¿Pero puede algo más?

Algo con masa real acumulará inercia mientras cae en el agujero negro. Primero, aumentará principalmente su velocidad antes de acercarse a la velocidad de la luz, su masa crecerá, dándole inercia y energía cinética lo suficiente como para poder subir el pozo de gravedad en el otro lado.

Si dejo ir un coche de juguete (con ruedas insignificantemente pequeñas, para evitar tener que tener en cuenta la inercia rotacional y sin fricción) en un valle, intercambia energía potencial gravitacional y energía cinética para atravesar el valle y salir en el otro lado.

Entonces, mi pregunta es: si dejo ir mi nave espacial de juguete alrededor de un agujero negro de manera que parte de su órbita esté por debajo del horizonte de eventos, ¿por qué no emerge después de entrar en el horizonte de eventos? Tiene toda su inercia acumulada mientras cae dentro, ¡debería ser suficiente para salir!

¿Algo toma su inercia/energía cinética? ¿Fricción de agujero negro? ¿Su energía potencial se convierte en algún tipo de energía distinta de la cinética, que no se puede cambiar por energía potencial?

EDITAR:

Recibí algunos consejos, pero desafortunadamente realmente no entiendo cómo responden a mi pregunta. Entonces se me ocurre lo siguiente:

Ir 3D:

Esta es una sección de un objeto rotacionalmente simétrico (un pozo, con labios oblicuos en la boca), la línea de simetría es la -.-.-.- (verticalmente).

\      |      /
 \     .     /
  \    |    /
   |   .   |
   |   |   |
   |   .   |

La vista superior del mismo objeto es de 2 círculos concéntricos:

        ---
       ( o )
        ---

Si dejo que una bola se suelte del borde por alguna inercia, de modo que la bola no caiga en la caída vertical del pozo, tendrá un camino curvo en los labios inclinados del pozo. Esto es lo mismo que un objeto que cae hacia un agujero negro, pero sale sin tocar el horizonte de eventos. Acelera hacia abajo y pierde esa velocidad cuando vuelve a subir.

\
 \
 (_
   \
    \

Si un objeto cae en el agujero negro, es lo mismo que la bola que llega a la parte vertical del pozo, seguirá acelerando, convirtiendo la energía potencial en energía cinética, pero sin la más mínima esperanza de volver a salir. en espiral hacia abajo para siempre.

Sin embargo, no sé si esta es una buena explicación o no.

Como se ha dicho aquí tantas veces, dentro del horizonte de un agujero negro (Schwarzschild), el tiempo 'apunta' hacia la singularidad. Cruzar el horizonte desde dentro equivaldría a viajar hacia atrás en el tiempo. ¿Ha pasado algún tiempo buscando en las preguntas y respuestas existentes aquí para esta pregunta (o una relacionada)?
@AlfredCentauri Sí, lo sé. Sí, pasé algún tiempo investigando, pero no pude encontrar nada que sintiera que respondiera a mi pregunta / que entendiera.
Creo que tu enfoque es ingenuo. La relatividad general descubre configuraciones no ordinarias. Técnicamente, la explicación es que el tiempo y las coordenadas radiales cambian de naturaleza y el cono de luz se inclina de π / 2 . Cualquier objeto, materia o luz, que cruza el horizonte solo puede avanzar en la dirección de la singularidad en el centro del agujero negro.

Respuestas (1)

si suelto mi nave espacial de juguete alrededor de un agujero negro de manera que parte de su órbita está por debajo del horizonte de sucesos, ¿por qué no emerge después de entrar en el horizonte de sucesos?

No puede porque más allá del horizonte de eventos, el flujo de tiempo está representado por una coordenada r decreciente. Esto significa que las geodésicas similares al tiempo y a la luz terminan en la singularidad. Puede ver esto en la métrica si elige r menor que el radio de Schwarzschild. Entonces las coordenadas r y t intercambian su papel.

¿Puede algo orbitar un agujero negro con inmersión bajo el horizonte de eventos?
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