¿Qué sucede cuando un objeto atraviesa el horizonte de sucesos de un agujero negro en GR?

He escuchado/leído muchas veces que en la descripción relativista general de un agujero negro, un objeto atravesaría el horizonte de eventos ileso (ignorando las fuerzas de marea), mientras que la mecánica cuántica predice que un objeto se termalizaría (cortafuegos) y que esto presenta un paradoja. No puedo hacer referencia a ningún documento en particular aquí, pero he visto muchas cosas de Leonard Susskind en Youtube.

Mi entendimiento es que desde el punto de vista de un observador que cae en el agujero negro, el campo de visión se concentra en un disco detrás de ellos debido a los efectos de lente extremos y tiende hacia un brillo infinito y un cambio azul a medida que caen más hacia el agujero negro. .

Seguramente cualquier objeto sería destruido por los rayos gamma de alta energía antes de que alcanzara el horizonte de sucesos observado desde el infinito.

La dilatación del tiempo impediría que un observador vea lo que sucede.
La mecánica cuántica estándar no predice nada sobre los horizontes de eventos porque no tenemos una versión de la mecánica cuántica que haya sido probada en un fondo no plano. Hay diferentes grupos de físicos que están tratando de desarrollar versiones de la mecánica cuántica que puedan hacer eso, pero ninguna de esas sugerencias es QM estándar y tampoco ha sido verificada. De manera similar, se puede argumentar que no hemos realizado mediciones suficientemente detalladas que respalden a GR como la teoría correcta cerca del horizonte de eventos, por lo que en realidad es el Sr. "No sé" quien testifica contra la Sra. "Tal vez...".
Tengo entendido que ignorando las fuerzas de marea, en el marco de referencia, el observador no experimentaría nada especial, es solo un marco en caída libre. Sin embargo, visto desde el punto de vista del observador externo, simplemente se termalizará en el horizonte. Sin embargo, esto es discutible, consulte firewall pradaox.
Permítanme reformular la pregunta: digamos que tenemos dos observadores A y B. A está cayendo en el agujero negro y B está observando desde el infinito. A lleva una antorcha. B observaría que la luz de la antorcha se desplaza cada vez más hacia el rojo debido a la dilatación del tiempo hasta que alcanzan el horizonte de sucesos donde el desplazamiento hacia el rojo se vuelve infinito y desaparecen de la vista. ¿A ve que B se desplaza cada vez más hacia el azul hasta el punto en que B ve que A alcanza el horizonte de sucesos y la luz del resto del universo se desplaza infinitamente hacia el azul? Ignore el bit QM.
Debajo del horizonte exterior, el observador que cae, de hecho, vería la luz del universo "chocar contra él" si mal no recuerdo, el problema es... lo que nos hace pensar que hay algo debajo de ese horizonte, para empezar, y mucho menos que haya una transición suave para el caso completamente único del observador en caída libre y para absolutamente nadie más?
Gracias esa era la respuesta que queria. Hay algunos trabajos teóricos recientes que sugieren que en QM todo lo que alcance el horizonte exterior visto desde el infinito se termalizaría. Esto se ve como una contradicción de GR donde los objetos pueden pasar el horizonte de eventos ilesos, pero hasta donde puedo ver, ambas teorías predicen lo mismo, por lo que no puedo ver dónde está la contradicción.
Me acabo de dar cuenta de que alguien más hizo una pregunta similar de una manera más formal, consulte '¿Puede la materia realmente caer a través de un horizonte de eventos'?

Respuestas (1)

Creo que está confundido acerca de la naturaleza de la paradoja del cortafuegos y el desplazamiento hacia el rojo gravitacional habitual visto por un observador que cae en un negro. El primero no predice que un observador que cae vería una luz infinitamente desplazada hacia el azul de todo el universo cuando pasan a través del horizonte de eventos

El escenario es tratado con cierto detalle por Taylor & Wheeler ("Exploring Black Holes", Addison, Wesley, Longman - altamente recomendado) en términos de lo que vería un observador en caída libre en una trayectoria radial directa hacia un "Schwarzschild" que no gira . " agujero negro. Se pueden encontrar más detalles y animaciones en este conjunto de animaciones producidas por Andrew Hamilton en JILA.

Una estrella situada exactamente a 180 grados de la trayectoria radial del observador siempre aparecerá en esa posición cuando el observador mire hacia atrás, hasta la singularidad. La luz se desplazará gravitacionalmente hacia el azul en una cantidad cada vez mayor, esencialmente tendiendo hacia un desplazamiento hacia el azul infinito en la singularidad . No sucede nada especial cuando se cruza el horizonte de sucesos.

Para las estrellas en un ángulo con respecto a la trayectoria radial, sus posiciones se distorsionarán de tal manera que parecerán alejarse del punto de donde proviene el observador (y también se desplazarán hacia el azul). En los momentos finales (tarda menos de 1.5 × 10 − 4 segundos de tiempo adecuado para caer desde el horizonte de eventos a la singularidad de un agujero negro de 10 masas solares, pero un enorme ∼ 60 segundos para el agujero negro en el centro de nuestra galaxia), la luz del universo externo se aplanará en un anillo intenso a 90 grados con respecto a la dirección radial del movimiento. Entonces terminarías viendo negrura frente a ti, negrura detrás y el cielo dividido en dos por un deslumbrante anillo de luz (¡casi parece que vale la pena!).

Creo que la confusión se debe a que la situación sería completamente diferente para un "observador de caparazón" que de alguna manera podría descender lentamente para flotar (usando una potencia de cohete casi infinita) justo por encima del horizonte de eventos. Sí, verían el universo reducirse a un punto sobre su cabeza y sufrir un desplazamiento azul masivo.

No estoy calificado para escribir/especular sobre la paradoja del cortafuegos y su asociación con la radiación de Hawking, pero parece que no es un hecho generalmente aceptado.

¿Qué sucede cuando un objeto atraviesa el horizonte de sucesos de un agujero negro en GR?
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