Trayectoria de la luz a medida que viaja entre dos agujeros negros

¿Qué le sucedería a la luz que pasa a través de un espacio estrecho entre los horizontes de eventos de dos agujeros negros de igual masa? ¿Se desviaría o seguiría un camino recto?

La misma masa no significa que generen la misma gravedad, su radio también es importante.
@iharob para agujeros negros de Schwarzschild, misma masa <-> mismo radio (y todas las demás propiedades también).
Una característica importante de la relatividad general es que si la situación no es realista, necesariamente habrá algunas patologías en el espacio-tiempo correspondiente. Por ejemplo, si considera un conjunto de dos agujeros negros estáticos (que de hecho colapsarían inmediatamente uno sobre el otro), habrá una llamada "singularidad cónica" en el espacio entre ellos y la trayectoria de un rayo de luz que los atraviesa. la singularidad cónica estará mal definida. Entonces, si desea una respuesta precisa, primero debe especificar cuál es exactamente la situación en cuanto a la estática, la posición exacta del rayo de luz, etc.
@Void, ¿quiere decir que si los dos agujeros negros están lo suficientemente lejos como para no colapsar, no desviarán el rayo de luz en absoluto porque el efecto gravitacional será insignificante en la región por la que pasa el rayo de luz? Si es así, ¿no habría un límite donde el rayo se desviará hacia uno de los agujeros negros si no pasa exactamente por el medio? Lamento esta pregunta, no sé mucho sobre relatividad general, pero sé que la simetría involucrada en este diseño implicaría que no habrá desviación.
lo que quise decir es que hay dos agujeros negros, que tienen la misma masa y radio espaciados muy cerca uno del otro, y un rayo de luz pasa por el centro de la línea que une el centro de los dos agujeros negros perpendicularmente, espero que te hagas una idea ahora @vacío
@iharob: no tan simétrico: no existe tal par BH estático. Para calcular la curvatura generada en el ° medio , espere algunas condiciones iniciales complicadas. (° medio? ¿Cuál es la definición exacta de un medio?)
El espacio-tiempo no será estacionario, entonces, ¿qué es exactamente recto? ¿En qué división 3+1?

Respuestas (3)

Creo que la respuesta es muy simple si haces otra pregunta, estás insinuando que ambos agujeros negros generan la misma gravedad y que la luz pasa exactamente por el medio entre ellos, entonces la pregunta es

  • Si la luz se desvía, ¿hacia dónde se desviará?

Dado que dadas las condiciones no es posible dar una respuesta a esta pregunta, significa que no se desviará.

pero entonces, ¿seguirá la luz un camino recto? @iharob
Sí, ¿por qué no? Si no puede decidir a qué hoyo ir, no hay otra opción más que una línea recta.
entonces, ¿qué pasa con los efectos de la gravedad sobre la luz?
Son cancelados por la gravedad del otro agujero negro, esto no está relacionado con el efecto pero, ¿realmente no sé cómo se escribe simetría en inglés ? -> simetría en español.
La ortografía en inglés es "simetría".

Voy a suponer que quiere decir que la luz viaja en la línea central precisa entre los agujeros, como lo hizo iharob.

Este tipo de cuestión de simetría es muy común en física. Aquí hay una pregunta similar en electrodinámica clásica. "Si coloco una carga positiva en el centro de un triángulo equilátero perfecto de cargas negativas iguales, ¿se moverá?" Digamos que se mueve, entonces podemos dibujar un vector para la dirección de los puntos de carga de la fuerza en el centro. Pero si giramos la cabeza 120 grados y miramos la situación desde un ángulo diferente, todas las cargas tienen exactamente la misma configuración, pero la fuerza ahora apunta en una dirección diferente. ¿Como puede ser? Nos vemos obligados a concluir que la fuerza no existe realmente. ¡No hay una dirección consistente a la que pueda apuntar! Se aplican argumentos similares para un cuadrado de cargas, o un pentágono, etc.

En la situación del agujero negro, digamos que el haz de luz se curva hacia uno de los agujeros negros. Ahora párate de cabeza o mira la situación en un espejo. Dado que los agujeros negros tienen masas iguales, la situación física es idéntica, pero ahora la luz parece curvarse hacia el otro agujero negro. Entonces, ¿por qué no hizo eso para empezar? Nos vemos obligados a concluir una vez más que el camino de la luz no se curva hacia ningún agujero negro.

¿Qué le sucedería a la luz que pasa a través de un espacio estrecho entre los horizontes de eventos de dos agujeros negros de igual masa? ¿Se desviaría o seguiría un camino recto?

Como dijeron iharob y JohnnyMo1, la luz va derecha. Pero algo más le sucede. Vea esta captura de pantalla del artículo seminal de Irwin Shapiro:

ingrese la descripción de la imagen aquí

¿Ves dónde dijo que la velocidad de la luz depende del potencial gravitacional? La luz va recta, pero también va más lenta . Consulte también Deflection and Delay of Light del profesor Ned Wright , donde puede leer esto: "En un sentido muy real, el retraso experimentado por la luz al pasar por un objeto masivo es responsable de la desviación de la luz".

ingrese la descripción de la imagen aquí

Einstein dijo más o menos lo mismo aquí : "la curvatura de los rayos de luz ocurre solo en espacios donde la velocidad de la luz es espacialmente variable" . Véase también Báez . Es como virajes ligeros , como un coche cuando se encuentra con barro a un lado de la carretera. Sin embargo, cuando la luz pasa entre dos objetos masivos, no se frena más en un lado que en el otro, por lo que la desviación neta es cero.

Creo que la evaluación de que "la luz va más lenta" es una tergiversación de los cálculos, donde asume como c la velocidad de la luz y usa las ecuaciones GR para obtener el retraso. "El efecto puede considerarse como un caso especial de dilatación del tiempo gravitacional". en.wikipedia.org/wiki/Shapiro_delay . La luz sigue las geodésicas de la relatividad general con velocidad c, es el espacio-tiempo el que cambia en.wikipedia.org/wiki/Geodesics_in_general_relativity
@anna v: Lo siento, pero eso es incorrecto. Consulte la sección GR de este artículo de Baez o consulte los documentos digitales de Einstein : "Sin embargo, el escritor de estas líneas opina que la teoría de la relatividad aún necesita una generalización, en el sentido de que el principio de la constancia de la velocidad de la luz debe ser abandonada" . NB: la palabra velocidad debería ser velocidad.
Creo que estás malinterpretando la sección GR de Baez. La luz sigue las geodésicas con la velocidad de la luz. en GR estos pueden ser curvos.
@anna v: No lo soy. El artículo de Baez ni siquiera menciona las geodésicas. La luz no se curva porque "sigue una geodésica". Consulte Wikipedia y tenga en cuenta que la geodésica es una línea de tiempo en el espacio-tiempo. Pero como dijo Ben Crowell , los objetos no se mueven a través del espacio-tiempo. En cambio, la luz se curva porque la velocidad de la luz es espacialmente variable. Véase el artículo de Ned Wright: "en un sentido muy real, el retraso experimentado por la luz al pasar por un objeto masivo es responsable de la desviación de la luz" .
Mira, una "línea de mundo" en Báez es la geodésica. En la física newtoniana, medir una partícula con velocidad v al comienzo de una línea y al final y dividirla por el tiempo dará una velocidad menor si se asume que es recta, si la línea real es curva, ya que recorre una distancia mayor. En GR, el espacio en sí mismo es curvo, por lo que uno TIENE que medir la velocidad a lo largo de la curva. Salir de la curva cambia el marco de referencia y no tiene sentido, ya que la luz sigue la curva en el espacio con velocidad c. todo lo demás parece una contradicción, pero es solo una confusión de marcos de referencia inerciales.
@anna v: con respeto, en GR el espacio-tiempo es curvo. Ver este artículo de Baez: "Nota: no la curvatura del espacio, sino del espacio-tiempo. La distinción es crucial" . El espacio no es "ni homogéneo ni isótropo" . Imagina que envías un rayo de luz entre dos estrellas cercanas. Va recto. Y va más lento . Por favor, no dude en comenzar una nueva pregunta sobre esto. Me temo que lo que le han enseñado es incorrecto en algunos aspectos.
Trayectoria de la luz a medida que viaja entre dos agujeros negros
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v