¿Qué sucede si coloco un polo de un imán más allá del horizonte de un agujero negro?

Supongamos que pudiera bajar una barra magnética lentamente desde alguna posición fuera del horizonte de Schwarzschild. ¿Qué sucede si cruza el horizonte, de modo que un polo del imán está dentro del horizonte del agujero negro y un lado todavía está afuera? ¿Vería entonces el observador exterior un monopolo magnético, porque el polo interior se "desconecta" del polo exterior? ¿O el observador externo básicamente vería un polo sentado en el horizonte y el otro polo/extremo del imán acercándose cada vez más hasta que desaparece por completo detrás del horizonte?

Es conveniente asignar polos a un imán pero recuerda que lo que se observa es la suma de los momentos magnéticos de las partes constituyentes de los átomos.
¿Qué crees que pasaría si simplemente tomas una sierra y cortas tu imán por la mitad? Obtendrías dos imanes dipolares, no dos monopolos.
@safesphere No estoy seguro de si un horizonte de eventos actúa como una sierra en un imán. Al menos un observador sentado en el imán no debería ver ningún cambio mientras cruza el horizonte. Desde fuera, un horizonte de sucesos es probablemente una sierra mucho más afilada (¿espesor = longitud de tabla?) que cualquier otra cosa. Así que creo que la respuesta no es tan clara.

Respuestas (2)

La gravedad no es consistente a lo largo del imán. Da como resultado 'fuerzas de marea', porque cuanto más te alejas del centro de una masa, más débil es la atracción gravitatoria. Por ejemplo, para el sistema Tierra-Luna, mientras que la fuerza involucrada no es muy grande, la Tierra es lo suficientemente grande como para que este diferencial entre la fuerza experimentada en lados opuestos de la Tierra en la línea de la Luna tenga importancia, y esto lleva a las mareas, de ahí el nombre de fuerzas de marea.

Ahora, un imán de barra típico de todos los días es mucho más pequeño que la Tierra; sin embargo, la atracción gravitacional debida a un agujero negro es mucho mayor debido a la densidad de masa involucrada. Esto significa que incluso la pequeña longitud de una barra magnética comenzaría a experimentar enormes fuerzas de marea a medida que te acercas más y más al radio de Schwarzschild, ya que el espacio-tiempo se deforma cada vez más.

Tenga en cuenta que en el radio de Schwarzschild, la velocidad de escape se vuelve mayor que la velocidad de la luz misma. Esto significa que nada puede superar la atracción. Por lo tanto, en este punto o probablemente antes, su imán se habrá estirado y luego se romperá en dos partes, luego se romperá en más (el nombre para esto es "espaguetificación" por cierto, gran palabra allí), hasta que todos los enlaces se rompan y un flujo de partículas entra en el horizonte de sucesos del agujero negro.

Entonces, como señaló uno de los comentaristas anteriores, es como cuando vio un imán por la mitad aquí en la Tierra: obtiene dos imanes dipolares, no dos monopolos.

Si el agujero negro y su horizonte de eventos son enormes en comparación con el imán de barra, no hay fuerzas de marea que destruyan el imán antes de alcanzar el horizonte: en.wikipedia.org/wiki/…

Para agregar a la respuesta de ajd138, las cosas son aún más complicadas. El punto de no retorno alrededor de un agujero negro no es el horizonte de eventos, sino la esfera de fotones que es un 50% más ancha.

Cualquier cosa entre la esfera de fotones y el horizonte de sucesos debe caer: solo los motores de cohetes pueden mantener una nave espacial en una órbita. Sin embargo, desde el punto de vista de un observador en caída libre, el horizonte de sucesos se vuelve cada vez más pequeño a lo largo del vuelo, por lo que el observador, desde su punto de vista mientras cae, nunca cruza el horizonte de sucesos hasta que llega a la singularidad.

Por otro lado, si miramos este este de lejos, notamos que el observador se mueve cada vez más lento, ya que su tiempo se ralentiza a medida que se acerca al horizonte de sucesos desde nuestro punto de vista. Eventualmente lo vemos congelado en el horizonte de eventos sin cruzarlo nunca.

Como puede ver, ni nosotros ni el observador que cae vemos nada que realmente cruce el horizonte de sucesos, como la mitad de un imán. Sin embargo, incluso si hipotéticamente esto fuera posible, cortar un imán por la mitad solo crearía dos imanes.

"No hay órbitas de caída libre estables que existan dentro o crucen la esfera de fotones. Cualquier órbita de caída libre que la cruce desde el exterior gira en espiral hacia el agujero negro. Cualquier órbita que lo cruce desde el interior escapa al infinito. Ninguna órbita no acelerada con un Es posible un eje semi-mayor menor que esta distancia, pero dentro de la esfera de fotones, una aceleración constante permitirá que una nave espacial o una sonda flote sobre el horizonte de eventos". La esfera de fotones no es un punto sin retorno.
@JohnathanGross: Sí, tienes razón. Aunque la pregunta implica flotar en el horizonte de eventos donde la velocidad de escape es cercana a la velocidad de la luz. Sin embargo, esto no afecta mi respuesta, porque, si pasas el cursor por encima y dejas caer un imán, nunca lo verás cruzar el horizonte. Desde su punto de vista estacionario sobre el horizonte, el tiempo se detiene en el horizonte y el imán se congela en vuelo sin cruzar nunca el horizonte.
@JohnathanGross: Gracias por la edición. Lo acepté y también arreglé el error de "motores de cohetes" que señalaste. Dejo que el "punto de no retorno" quede como metáfora :)