Trayectoria de descenso seguro a un agujero negro

¿Hay alguna trayectoria específica que un objeto pueda tomar en un agujero negro sin que se convierta en espagueti? Soy consciente de que la gravedad instantánea de un agujero negro destrozaría cualquier objeto si cayera en uno, pero ¿habría puntos o caminos en el campo gravitacional del agujero negro que no afecten al objeto y el objeto continúe moviéndose hacia el singularidad, imperturbable.

(Al igual que en la película Interestelar, el personaje principal interpretado por Matthew McConaughey cae en picado en un agujero negro sin que lo esfegueten. Cito este ejemplo porque Kip Thorne fue el asesor científico de la película y de todo el modelado del agujero negro. escena fue hecha por él.)

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¿Se rompería un electrón (de hecho, un objeto)? De lo contrario, estoy pensando que el 'descenso seguro' y el 'agujero negro' simplemente no van juntos...
@JonCuster No estoy seguro de eso, sé que los átomos se rompen en partículas elementales. Pero si hablamos de un electrón y un BH, debemos verlo como una partícula clásica (que no lo es) en un BH clásico o una partícula cuántica en un BH cuántico. Pero no estoy seguro de cómo podría funcionar este último ya que no tengo conocimiento sobre la gravedad cuántica. ¿Qué opinas?
Naveen, google sobre pseudociencia interestelar . Se promocionó como ciencia sólida, pero no lo es.
Las fuerzas de marea no necesitan ser fuertes en el horizonte de eventos. Cuanto más grande es el agujero negro, más bajas son las fuerzas de marea en el horizonte, por lo que para un agujero negro lo suficientemente grande, puede atravesar el horizonte sin sufrir daños. Sin embargo, las fuerzas de marea siempre tienden al infinito a medida que te acercas a la singularidad.
Esta es una pregunta interesante. Presumiblemente, es posible calcular la fuerza de marea en el marco de reposo del observador que cae, aunque no sé cómo hacerlo. Pero, ¿cómo dependerá esa fuerza de marea de la geodésica que sigan hacia la singularidad? Está lejos de ser obvio que la fuerza de marea sea independiente del momento angular del observador que cae. Ninguna de las dos respuestas (en el momento de escribir este artículo) ha abordado esto.
@JohnRennie aquí hay algo que encontré, es: Ecuaciones de desviación geodésica y propiedades de las fuerzas de marea en la métrica de Kerr, publicadas en World Scientific. enlace: worldscientific.com/doi/pdf/10.1142/S2010194516601228
Ahh, las propiedades de la métrica de Kerr son técnicamente esenciales aquí para un análisis riguroso, pero eso está mucho más allá de mi nivel educativo actual. Así que perdóname por no usarlo en mi respuesta incompleta. Realmente me gustaría averiguarlo algún día.
@Lelouch Sí, yo tampoco entendí el quid del artículo, perdido debido a las matemáticas allí. Realmente agradecería si alguien pudiera simplificar el artículo con intuición física. Pero este artículo sí contiene la dependencia o más bien el efecto de la fuerza de marea sobre la geodésica como mencionaba John Rennie.

Respuestas (2)

No, no existe tal trayectoria para un agujero negro (clásico, Schwarzschild). Una vez que haya pasado el horizonte, alcanzará la singularidad en un tiempo propio finito, y las fuerzas de marea aumentan sin límite a medida que se acerca.

¿Qué pasa si es un agujero negro mecánico cuántico?
@NaveenBalaji: bueno, no tenemos un modelo para tal cosa que esté siquiera cerca de funcionar, así que creo que todas las apuestas están canceladas.
entonces, si un objeto clásico, como un humano se sumerge en un BH, se espaguetizaría y eventualmente se descompondría en átomos que luego se descompondrían en nucleones y electrones; ahora, ¿por qué no se descomponen aún más en quarks y leptones, etc.?
@NaveenBalaji Supongo que lo harían. Pero, que yo sepa (no soy una persona de gravedad cuántica), no existe una teoría funcional que describa lo que sucede cuando la gravedad es fuerte en comparación con las otras fuerzas.
Entonces, ¿cuáles son los posibles candidatos?
@NaveenBalaji No sé, lo siento: esa podría ser una buena pregunta aquí.
Sí, gracias, he presentado esa pregunta en SE.
El agujero negro de IIRC Interstellar era un agujero negro de Kerr (giratorio), no uno de Schwarzschild. Un observador que caiga en un agujero negro de Kerr podría evitar la singularidad . Si la geometría interior de Kerr es físicamente plausible es, por supuesto, discutible.

También estaba bastante intrigado por esa escena en INTERSTELLAR y, sinceramente, no tengo los conocimientos suficientes para comentar sobre una situación tan teórica, pero permítanme compartir algo de la información que recopilé.

Las fuerzas de marea debidas a un cuerpo masivo pueden romper un cuerpo rígido debido a las variadas fuerzas que actúan sobre varias partes del cuerpo, lo que hace que finalmente se desintegre. Suponer METRO es la masa del agujero negro, y R es la longitud radial de la línea que une su centro con el centro de un cuerpo de masa metro cerca de eso. Entonces, la aceleración de la marea a t = 2 Δ r . GRAMO METRO R 3 r ^ (en la dirección radial). Aquí Δ r denota a la distancia de una partícula de masa m medida desde su centro. La carne de los humanos es inusualmente elástica y, en general, incompresible, pero en comparación con un campo gravitatorio tan grande, puede estirarse un poco antes de desgarrarse. La verdadera diversión comienza cuando R se vuelve realmente pequeño (supongamos que aproximadamente a 1000 m del centro del agujero negro). Ahí es cuando todo comienza a hacerse pedazos. Leyendo hasta esta parte puedes pensar que tu pregunta tiene una respuesta negativa, pero eso no es del todo cierto. Analizando más, recordé una declaración crucial en la película 'Si viajas lo suficientemente rápido, puedes evitar la singularidad y sobrevivir'. Alguien de su equipo le dijo esto a Matthew McConaughey en la película. ¿Ves dónde entra eso? Recuerde que el alargamiento real y el desgarramiento en pedazos comienzan cuando R 3 es lo suficientemente pequeño como para hacer incluso algo tan pequeño como Δ r significativo. Entonces, si el objeto metro está dirigido con un parámetro de impacto (wrt el centro de M) b que es mucho más grande, entonces R 3 nunca tendrá que ser lo suficientemente pequeño. Pero por eso, metro necesitaría moverse increíblemente rápido, o nunca podrá perder el centro (debido a la enorme atracción gravitatoria). La imagen se parece a esto:ingrese la descripción de la imagen aquí

Espero que esto haya ayudado de alguna manera, aunque incluso yo no estoy muy satisfecho con él.

PD : Lo que no pude averiguar en absoluto es qué pasaría si me perdiera el centro una vez. Una vez dentro del horizonte de sucesos, técnicamente no puede escapar del agujero negro (¿o sí?). ¿Qué pasará entonces? Nuevamente, las velocidades locas podrían salvarlo, pero eso solo puede suceder unas pocas veces, y eventualmente terminará en la singularidad, ¿no es así? Cualquier aclaración es bienvenida.

Muchas Gracias por contestar. Entonces, el parámetro de impacto de la nave espacial en la que estaba era grande, de modo que R 3 no tenía que ser pequeño. Pero si recuerdan, el barco estaba muerto y se separó del barco principal en la película, por lo que no tenía altas velocidades cuando se movía hacia el BH. Así que eso no tiene sentido, ¿verdad?
Esa parte, no puedo explicarla. Sin embargo, recuerdo claramente el consejo de "ir rápido". Tal vez cuando cayó de la nave espacial, tenía una velocidad lo suficientemente grande que se le impartió durante el desprendimiento, lo que provocó que el parámetro de impacto no fuera cero.
Ah, OK. ¿Alguna idea sobre cómo calcular la velocidad con la que tienen que pasar para que el BH no los moleste ni los afecte?
Puedo sugerir un enfoque clásico, no relativista. En pocas palabras, será una estimación muy aproximada. Por simplicidad supongamos un agujero negro de schwarschild. Sea b la distancia mínima segura desde la singularidad. Entonces mv^2/b = GM/(b^2) debería darte la velocidad a la distancia b. Su velocidad de lanzamiento se puede calcular a partir de esta información y algunas otras como el ángulo de lanzamiento, la distancia de lanzamiento, usando la conservación del momento angular en el movimiento de la fuerza central.
En Interstellar estamos ante un agujero negro en rotación, en ese caso es muy posible evitar la singularidad pero con un agujero negro de Schwarzschild no te lo puedes perder, incluso si eres un fotón viajando a la velocidad de la luz.
Trayectoria de descenso seguro a un agujero negro
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