Sumergirse en un agujero negro cargado (Reissner-Nordstrom)

Aparentemente hay dos horizontes de eventos en este tipo de agujero negro, donde el segundo se conoce como el horizonte de Cauchy. Según Carroll, si entras en el primero, caerás hasta llegar al segundo, momento en el que eres libre de moverte. Desde aquí puedes elegir evitar la singularidad y cruzar de nuevo el horizonte de Cauchy (no estoy seguro de entender cómo, ¿no es el horizonte una superficie nula? ¿no significa esto que tienes que viajar a la velocidad de la luz para cruzar ¿él?). Desde aquí te moverás necesariamente en dirección radial creciente hasta que seas expulsado del agujero negro.

¿Dónde terminas en el espacio-tiempo? ¿Cómo puede un observador externo verte salir si nunca te vio caer? He leído que es una especie de agujero de gusano. Carroll dice que es como salir de un agujero blanco a otro universo, pero luego dice que puedes elegir volver a entrar, pero pensé que nada puede entrar en un agujero blanco...

Respuestas (1)

No sé la respuesta para el caso con dos horizontes (caso no extremo), pero cuando solo hay uno (ese es el caso extremo: Q=M en unidades adecuadas y notación común para carga y masa), aquí está cómo funciona.

Primero notemos que en el caso extremo, la coordenada temporal fuera del agujero negro permanece temporal dentro de él. Esta es una gran diferencia con el caso no extremo y con el agujero negro de Schwarschild.

Veamos lo que sucede con las sondas y los observadores en este universo. Como mencionas, un observador que está en reposo en el sistema de coordenadas RN y fuera del horizonte nunca verá un objeto que cae (por ejemplo, una sonda masiva, es decir, un cuerpo con una masa pequeña en comparación con la masa del agujero negro) cruzar el horizonte. Por otro lado, se necesita una cantidad finita de tiempo adecuado para que el cuerpo que cae cruce el horizonte. La sonda, sin embargo, no encontrará la singularidad (similar al tiempo). Automáticamente, a una distancia finita de la singularidad, "rebotará" y "regresará" hacia el horizonte. Esto no está en contradicción con la causalidad ya que la coordenada radial sigue siendo similar al espacio en esta región. La sonda volverá a cruzar el horizonte (¡pero esta vez de adentro hacia afuera!), y se puede demostrar que todo esto se logra en un tiempo propio finito.

Llegamos así al enigma: ¿dónde está ahora la sonda? Sabemos que está fuera del horizonte. Pero por otro lado sabemos que no puede estar en el mismo parche que estaba antes de caer en el agujero negro, ya que para los observadores estáticos en esta región la sonda nunca cruzó el horizonte. La solución a este rompecabezas es simplemente que la sonda ha llegado a un nuevo parche de espacio-tiempo que corresponde al exterior del horizonte.

(Esto es algo similar al agujero negro de Schwarshild, donde ves que hay rayos de luz que parecen venir "del" agujero negro, pero como es imposible escapar de él, los rayos de luz deben venir de un nuevo parche que corresponden al interior del agujero negro, que entonces se llama agujero blanco.)

Repitiendo el razonamiento anterior, vemos que la coherencia de los diferentes puntos de vista en el universo RN extremo requiere que contenga un número infinito de parches.

No conozco la discusión para el caso no extremo, pero espero que al menos algunos aspectos de su pregunta estén ahora más claros.

Salud

Una mirada al diagrama de Penrose del espacio-tiempo (este es para q METRO ) probablemente sea útil aquí: jila.colorado.edu/~ajsh/insidebh/penrose_rn.gif
Sí, eso ayuda, gracias. Cuando dices que llegas a un nuevo parche de espacio-tiempo al salir del agujero negro, ¿quieres decir que está en un universo diferente, o simplemente no en el espacio-tiempo en el que estaba antes? Para alguien que observa algo que sale del agujero negro, ¿sigue siendo un agujero negro para él? ¿O es solo un agujero blanco, para que no pueda entrar? El diagrama parece sugerir que es un universo diferente... ¿dos personas que sigan un camino similar necesariamente terminarán en el mismo universo, o es posible decirlo?
Cuando el viajero atraviesa el horizonte desde el interior, llega a otra región del universo correspondiente a r mayor que el radio del agujero negro. Para los observadores en reposo (en las coordenadas RN) en esta nueva región, el viajero parece escapar de un agujero blanco. Los viajeros que siguen caminos similares terminan en el mismo lugar.