Si un observador cae hacia un agujero negro con la cara alejada de la singularidad, ¿qué observará después de cruzar el horizonte de sucesos? La razón por la que hago esta pregunta es porque, hasta donde yo sé, para un observador externo, el observador que cae parece congelarse en el horizonte de eventos, es decir, el tiempo parece detenerse para el observador que cae. Entonces, si el observador que cae puede mirar hacia afuera después de cruzar el horizonte de eventos, entonces podrá ver una cantidad infinita de tiempo que es imposible. Entonces, ¿qué verá el observador después de cruzar el horizonte de eventos?
Tu premisa es incorrecta:
La vista del observador externo no implica nada acerca de un observador dentro del horizonte de eventos.
El horizonte de eventos en sí mismo es solo un indicador del borde de la región donde la luz ya no puede escapar. La luz puede dirigirse hacia adentro como era de esperar.
Entonces, un observador dentro del horizonte de eventos podrá ver la luz que le llega de manera normal (bueno, no exactamente de la manera normal, ya que habrá efectos de lente), no habrá una cantidad infinita de tiempo visible.
Para el observador, vería a la persona cayendo en el agujero negro casi en cámara lenta, ya que su cuerpo parecía estirarse debido a las distorsiones de luz de la inmensa atracción gravitatoria del agujero negro. Cuando alcances el horizonte, el observador verá tu cuerpo "congelarse" y luego desaparecer lentamente, casi desvaneciéndose.
Para usted, la persona que cae dentro, vería su cuerpo estirarse como un tonto pudín o caer normalmente dependiendo del tamaño del agujero negro. Entonces caerías normalmente hasta llegar a la singularidad.
Todo esto es teórico, por supuesto.
BBC El extraño destino de una persona que cae en un agujero negro
Tomemos el caso en el que entramos (el agujero negro supermasivo en el centro del camino) hacia atrás; por lo que entendí aquí , un observador externo debería experimentar que usted se desacelera, mientras que verá que el tiempo se acelera.
Si tuviera la posibilidad de "flotar" a 1 metro de la superficie, vería que el tiempo se acelera un millón de veces para la materia ordinaria en campos de baja gravedad (consulte el cálculo en la referencia anterior), y más y más cuanto más se acerque a EL limite.
Luego, una vez que pasas el borde, reconozco que deberías verte a ti mismo en primer lugar, ¡porque los fotones que emites serán arrastrados de regreso al agujero negro por su gravedad! Supongo que requiere que ingreses al agujero negro con una trayectoria específica para compensar los efectos rotacionales. Pero como también debería estar entrando otra luz en el BH, debería superponerse a la tuya...
De todos modos, hay un límite para la cantidad de luz que ingresa al BH: es la velocidad a la que BH crece: si la luz que ingresa a BH fuera infinita, entonces la masa de BH debería volverse infinita tan pronto como BH se convierta en BH.
Si un observador cae hacia un agujero negro con la cara alejada de la singularidad, ¿qué observará después de cruzar el horizonte de sucesos?
Nada.
La razón por la que hago esta pregunta es porque, hasta donde yo sé, para un observador externo, el observador que cae parece congelarse en el horizonte de eventos, es decir, el tiempo parece detenerse para el observador que cae.
Correcto. La dilatación del tiempo gravitacional se vuelve infinita, y el observador distante dice que la velocidad "coordenada" de la luz en el horizonte de eventos es cero.
Entonces, si el observador que cae puede mirar hacia afuera después de cruzar el horizonte de eventos, entonces podrá ver una cantidad infinita de tiempo que es imposible. Entonces, ¿qué verá el observador después de cruzar el horizonte de eventos?
Nada. La velocidad coordinada de la luz es cero en esa ubicación, lo que significa que, según nuestros relojes, lleva una eternidad ver algo. Entonces, el observador que cae no ha visto nada todavía, y nunca lo verá.
En mi humilde opinión, vale la pena leer las páginas de matemáticas Formación y crecimiento de los agujeros negros y prestar atención a la interpretación de la estrella congelada:
"Por cierto, tal vez deberíamos calificar nuestro rechazo de la interpretación de la 'estrella congelada', porque (posiblemente) brinda una explicación útil de los fenómenos fuera del horizonte de eventos, al menos para una configuración estática eterna. Históricamente, los dos modelos conceptuales más comunes para relatividad general han sido la "interpretación geométrica" (tal como la concibió originalmente Einstein) y la "interpretación de campo" (modelada según las teorías cuánticas de campo de las otras interacciones fundamentales). Estas dos visiones son operacionalmente equivalentes fuera de los horizontes de sucesos, pero tienden a conducen a diferentes concepciones del límite del colapso gravitatorio. Según la interpretación de campo, un reloj corre cada vez más lento a medida que se acerca al horizonte de sucesos (debido a la fuerza del campo), y el natural "El límite" de este proceso es que el reloj se aproxima asintóticamente a "parada completa" (es decir, funcionando a una velocidad de cero). Continúa existiendo por el resto del tiempo, pero está "congelado" debido a la fuerza del campo gravitatorio. Dentro de este marco conceptual no hay nada más que decir sobre la existencia del reloj..."
El autor no lo favorece, pero concuerda con lo que dijo Einstein sobre la variación de la velocidad de la luz con el potencial gravitacional. La otra interpretación no. Y tenga en cuenta que Einstein no se refirió a la velocidad "coordenada" de la luz. Simplemente se refirió a la velocidad de la luz. Entonces, podemos decir razonablemente que en el horizonte de eventos, la velocidad de la luz es cero, y que es por eso que un rayo de luz vertical no puede salir. El observador distante ve al observador que cae congelarse en el horizonte de sucesos. Pero el observador que cae no se ve congelado, porque la velocidad de la luz en ese lugar es cero. No ve nada.
NB: la dilatación del tiempo SR es simétrica, pero la dilatación del tiempo GR no lo es. Si tú y yo nos cruzamos en el espacio libre de gravedad a alguna velocidad relativista, cada uno de nosotros afirmaría que el reloj del otro es más lento. Pero cuando estamos en elevaciones diferentes, ambos estamos de acuerdo en que el reloj más bajo va más lento.
Miguel
ProfRob