¿Qué le sucede a un fotón en un agujero negro?

Supongamos que un fotón entra en el horizonte de sucesos de un agujero negro. La gravedad del agujero negro atraerá eventualmente al fotón hacia la singularidad. ¿No se detiene el fotón y por lo tanto pierde su masa?

Dejaré que alguien con un mejor conocimiento de GR proporcione una respuesta completa, pero señalaré que, en primer lugar, un fotón no tiene masa, por lo que no puede perderla.
De leer en este sitio sobre los fotones: tienen masa cero en reposo, pero adquieren masa (por lo tanto, afectada por la gravedad) cuando están en movimiento.
Está bien, puedo ver eso. Mi recuerdo es que la masa del fotón debido al movimiento simplemente se refiere en términos del momento asociado, ya que esto es lo que realmente se mide.
Los fotones tienen masa cero, punto. Tienen una cantidad de energía distinta de cero , debido a su impulso. Además, los fotones nunca se detienen; siempre se mueven a gran velocidad C .
@DavidZaslavsky: la luz viaja a gran velocidad C en el vacío, pero no en un medio (de ahí el índice de refracción). Los fotones se detienen en la computación óptica. ¿Supongo que un agujero negro no es un vacío?
@Ramashalanka: la razón por la que la luz parece no moverse a gran velocidad C en los materiales es el efecto promediado en el tiempo de las interacciones con los estados electrónicos del material, no algún cambio fundamental en la física de las ondas EM. El hecho importante es que el medio no crea un marco de reposo para un fotón. Además, un agujero negro teórico es un vacío (cuántico), excepto en la singularidad.
La singularidad no es un punto en el espacio-tiempo, el camino del fotón simplemente terminará en la singularidad y podría salir algo más. La pregunta requiere una gravedad cuántica completa, pero para los gravitones que se dispersan de los agujeros negros modelo, hay cálculos en la literatura.
La relatividad especial nos dice que la masa 'verdadera' es 'masa en reposo' multiplicada por el factor de lorentz ( en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_factor ); el resultado de esto es que cualquier cosa con una masa distinta de cero (a velocidad = 0) tendrá una masa infinita a la velocidad c. Entonces los fotones no pueden tener ninguna masa.
¿Por qué crees que el fotón se detendrá cuando alcance la singularidad?

Respuestas (2)

No sabemos qué sucederá cuando un fotón o cualquier otra partícula golpee la singularidad de un agujero negro. La singularidad es un fenómeno de la relatividad general clásica y la singularidad es realmente una indicación de que la relatividad general clásica falla allí. Para comprender realmente lo que sucede cerca de una singularidad, necesitamos una versión mecánica cuántica completa de la relatividad general. La teoría de cuerdas es la mejor versión mecánica cuántica de la relatividad general que tenemos actualmente, pero la teoría de cuerdas no está lo suficientemente desarrollada como para dar una respuesta definitiva a su pregunta.

gracias franco Realmente deseo que alguien descubra esto de la singularidad pronto. Supongo que tendré que esperar por ahora.
@KentByerley, sí, también espero con impaciencia :-)

Meh, no hay teoría de cuerdas o singularidad o unitología, etc. Los agujeros negros son aceleradores. Cada partícula se descompone al nivel más bajo, se acelera a la velocidad más alta y se dispara. El camino no es vectorial, porque la excitación de tal magnitud hace que las partículas de bajo nivel actúen como "partículas unidas cuánticas". Lo que significa que, por cada partícula que sale, hay otra partícula, se comunica. A través de este efecto de unión, ambas partículas y sus respectivas partículas de "materia oscura o anti" interactúan y pierden energía. disminuyen la velocidad y, bajo la regla de conservación de la masa, se unen de nuevo. Muy muy lejos. la cuestión aquí es pensar en las partículas unidas como partes idénticas y reformables, en lugar de partículas individuales zumbando.

Es por eso que la física general y las leyes tradicionales de la naturaleza se rompen en un agujero negro. Porque las leyes respectivas solo llegan hasta los neutrones y los protones.

Quarks, leptones, bosones, muones, partículas tauónicas, etc.

Una vez que llegamos al fondo, descubrimos los agujeros negros. Hasta entonces, todo es mecánica clásica... a escala cósmica :)