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¿Qué sucede cuando una carga eléctrica cruza el horizonte de sucesos?

Digamos que una partícula cargada que se está cayendo en un agujero negro.

Lo que ocurre inmediatamente después de la partícula cruza el horizonte? A mí me parece que una de estas dos situaciones se llevará a cabo.

  1. El cargo es instantáneamente distribuidos en la superficie del horizonte. Parece que este escenario se rompe el local de la conservación de la carga eléctrica. No sólo esto, sino que la densidad de carga en movimiento al instante desde un extremo del horizonte a otro generaría un infinito campo electromagnético.

  2. El precio no es instantáneamente distribuidos en la superficie del horizonte. Pero esto violaría la no-pelo teorema, debido a que el agujero negro tendría un no-uniforme la distribución de carga.

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user180269 Puntos 6

Ni opciones OP descrito, se dio cuenta. En lugar de que el agujero negro podría perturbar considerablemente el campo electromagnético de un cargo, incluso antes de que se cruza el agujero negro horizonte, de modo que el observador distante vería el campo eléctrico como el que se originan en la superficie del horizonte con un menor de edad, decayendo rápidamente perturbación por la caída de la carga.

En primer lugar vamos a considerar el cargo de magnitud $q$ que se bajó lentamente en un principio neutral agujero negro, por lo que el campo electromagnético podría ser descrito como (casi)estática. La referencia es la siguiente:

  • Hanni, R. S., & Ruffini, R. (1973). Líneas de fuerza de un punto de carga cerca de un agujero negro de Schwarzschild. Physical Review D, 8(10), 3259, doi:10.1103/PhysRevD.8.3259.

Como la carga se mueve más cerca y más cerca del horizonte más y más de sus líneas de campo introducir el interior del agujero negro. Pero, puesto que el flujo total del campo eléctrico a través del horizonte debe permanecer cero, además de la "entra" líneas de campo también debe ser "saliente" líneas de campo. Esta situación es algo similar a una carga de cerca de una esfera conductora: hay inducida por la superficie de los cargos, con las cargas de signo opuesto se localiza en la superficie de la parte más cercana a la carga externa, pero la neta de la carga total del conductor es cero. En el caso de los agujeros negros, el efecto es, por supuesto, puramente geométrica en origen, no obstante, podemos integrar el flujo total de entra las líneas de campo y encontrar la inducida por la carga así como la región de su localización. Como la separación de la carga y el agujero negro horizonte disminuye, la magnitud de la carga enfoques $-q$ y se localiza en la región más cercana a la carga externa, mientras que el resto del agujero negro horizonte lleva la contraria inducida por la carga de casi una densidad uniforme.

Líneas de campo para la carga en $r=4M$$r=2.2M$: Image from Hanni & Ruffini

Por el momento el cargo es de casi tocando el horizonte, el campo eléctrico en general de que el sistema puede ser aproximado por el agujero negro de la realización de la carga de la $q$ y un dipolo ($-q$,$q$) situado en el cargo toca el horizonte. Como la carga que cruza el horizonte, dipolo componente cae a cero, mientras que el monopolo parte, se describe el agujero negro cargado restos.

Si tenemos en cuenta la dinámica de la carga que cae en el agujero negro de la imagen cualitativa seguiría siendo el mismo, salvo que no habría retrasos en las respuestas inducidas eficaz de cargas en la superficie del horizonte, así como la disipación en forma de radiación electromagnética, dejando el sistema (o absorbida por el horizonte). Otra manera de ver esto es que la caída de la carga excita varios quasinormal modos de electromagnética (y gravitacional) de campo. Que sería decae exponencialmente con la constante de desintegración del orden de $r_s/c$. Y mientras que para la prueba de carga se necesitaría infinitamente largo tiempo por el reloj de un observador externo, para cruzar el horizonte, el campo electromagnético del sistema sería rápidamente la estabilización, y desde el exterior sería imposible distinguir cualquier cargo distribuciones después de varios $r_s/c$ intervalos.

Nota Final: la no-pelo teorema no se aplica aquí, ya que se describe en el punto final de la evolución de la materia que se desploma.

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