¿Qué pueden decirnos los fotones y los horizontes de sucesos sobre el espacio-tiempo? [cerrado]

Fondo

Aquí hay un experimento mental que me gustaría presentar que se enfoca en un fotón emitido radialmente hacia afuera desde un agujero negro precisamente en el horizonte de eventos. Primero estaba pensando en la relación longitud de onda/frecuencia allí y lo que le sucede a un fotón cuando pasa a través de un horizonte de sucesos . Todavía estoy pensando en la pregunta y me doy cuenta de que la raíz de mi curiosidad no es realmente el fotón en sí, sino las propiedades del espacio-tiempo en ese escenario.

Dado que las cosas se ponen extrañas en un horizonte de sucesos (EH), rara vez he escuchado mucha discusión sobre lo que sucede con el espacio-tiempo en el EH. Parece estar establecido que nada impide que un fotón pase a través de un EH y también se ha establecido que el desplazamiento hacia el rojo cosmológico del espacio puede afectar la longitud de onda de un fotón y que la curvatura extrema alrededor de un agujero negro imita efectivamente dicho rojo- cambiando. Lo pongo de esta manera porque soy consciente de que existe cierta discusión sobre cómo caracterizar con precisión el desplazamiento hacia el rojo cosmológico, así que me he estado preguntando qué sucede en un escenario en el que un fotón se ve afectado por una deformación extrema del espacio y qué nos habla del espacio-tiempo.

Experimento mental

En el experimento mental al que sigo volviendo, tenemos un fotón emitido radialmente hacia afuera desde un agujero negro precisamente en el EH actual y, por el bien del experimento, postularemos que no se liberará radiación de Hawking ni se agregará ninguna materia adicional . al agujero negro para que el horizonte de sucesos se mantenga a una distancia fija de la singularidad. Ahora, para un observador externo, el fotón parecería tener una longitud de onda infinita, lo que implica que de alguna manera está 'atascado' en el EH, lo que sabemos que es engañoso porque el fotón en sí siempre viaja a la velocidad de la luz, cuando se mide localmente con respecto a al fotón. La pregunta es ¿qué podemos decir sobre este fotón y el espacio-tiempo que ocupa? Una teoría es que el tiempo se detiene en el horizonte de eventos.pero eso es solo un artefacto de lo que un observador fuera del EH podría detectar.

Preguntas

Encontré esta respuesta que postula que el espacio-tiempo en sí fluye más allá del fotón a la velocidad de la luz, que era una de mis hipótesis iniciales, pero eso lleva a la siguiente pregunta, que es si el espacio-tiempo fluye más allá del fotón, ¿dónde está? ese espacio-tiempo que viene y/o va? ¿Significa eso que la singularidad está consumiendo el espacio-tiempo mismo? ¿La deformación del espacio-tiempo implica que una cantidad constante de espacio-tiempo fuera del horizonte de eventos se estire como un elástico? Si es así, ¿implica eso que el espacio-tiempo en sí mismo tiene una cualidad que normalmente describiríamos como 'densidad' a falta de un término mejor? Encontré otra pregunta que analiza cómo medir la distancia dentro de un horizonte de eventos se vuelve complicado debido a la distorsión del espacio-tiempo.y se preguntó si esto se aplicaba al caso especial del fotón emitido radialmente en el horizonte de eventos, en el que en su marco de referencia local todavía viaja en c pero nunca cambia su distancia de la singularidad; si el espacio-tiempo no está pasando (ver el comentario sobre el modelo del río), entonces la forma de explicar el enigma implica la dilatación del tiempo y, de ser así, ¿qué significa eso para el fotón? ¿Nos quedamos con un escenario en el que la dilatación del tiempo se vuelve tan fuerte que se vuelve infinita a pesar de que los fotones no experimentan el tiempo de todos modos?