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¿Por qué son estables las órbitas alrededor de los agujeros negros?

Agujero negro teoría se relaciona con el espacio (o el espacio-tiempo), sí, ser absorbidos por el negro agujero, con el horizonte de evento que marca el punto en que el espacio/espacio-tiempo se mueve más rápido que la velocidad de la luz. Me parece muy difícil imaginar cómo esto podría estar sucediendo mientras que los objetos mantienen un razonable órbita estable alrededor de los agujeros negros. Si tomamos las estrellas que orbitan el agujero negro súper masivo en el centro de la vía Láctea, la dinámica orbital se utilizan para calcular la masa del agujero negro, en la forma normal. En otras palabras, no teniendo en cuenta el hecho de que el espacio es corriendo a la velocidad, hacia adentro, hacia el negro agujero. Agradezco que me falta un poco de conocimiento aquí. Esa es la motivación para hacer la pregunta.

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Hypnosifl Puntos 4712

En los comentarios que usted menciona Susskind del uso de una metáfora que involucran el flujo de agua a 7 minutos en este video, pero esta no debe ser entendida en términos de espacio-tiempo comportándose fundamentalmente diferente en torno a un agujero negro en vez de en otro gravitando cuerpo. Más bien, sospecho que Susskind es sólo de referencia para el análisis de un agujero negro en un tipo particular de sistema de coordenadas, Gullstrand–Painlevé coordenadas, se describe en términos conceptuales en esta página. Como se mencionó en la página, "La Gullstrand-Painlevé métrica ... es sólo la métrica de Schwarzschild se expresa en un sistema de coordenadas diferente" (es decir, diferentes de las coordenadas de Schwarzschild a menudo se utiliza para describir la curva el espacio-tiempo alrededor de un no-rotación de un agujero negro, con la curvatura de la misma entendida como coordinar-invariante). La página va a decir:

Físicamente, el Gullstrand-Painlevé métrica que describe el espacio de la caída de en el agujero negro de Schwarzschild a la de Newton, la velocidad de escape. Fuera del horizonte, el infall la velocidad es menor que la velocidad de la luz. En el horizonte, la velocidad es igual a la velocidad de la luz. Y en el interior del horizonte, la velocidad supera la velocidad de la luz.

El autor de la página también tiene un papel técnico la elaboración de este sistema de coordenadas finalidades pedagógicas, titulado El río modelo de los agujeros negros. En la sección II del informe menciona algunas características de este sistema de coordenadas:

Nos muestran dos características que son la esencia de el río de la modelo para esférica agujeros negros: en primer lugar, que el río de espacio puede ser considerado como un movimiento de Galileo de la moda a través de un piso de Galileo fondo del espacio [eqs. (14) y (15)], y segundo, que como libremente la caída de objeto se mueve a través de la que fluye el río de espacio, su 4-la velocidad, o más en general, cualquier 4-vector adjunta a la libremente-caída de objetos, puede considerarse como la evolución de una serie de infinitesimal de Lorentz aumenta inducida por el cambio en la velocidad de el río de un lugar a otro [eq. (18)]. Debido a que el río se mueve en un Galileo de la moda, se puede, y en el interior del horizonte hace mover más rápido que la luz a través del fondo. Sin embargo, los objetos que se mueven en el río se mueven de acuerdo a las reglas de la relatividad especial, y así no puede moverse más rápido que la luz a través del río.

También tenga en cuenta que en la relatividad general, de acuerdo con el teorema de Birkhoff la métrica fuera de la superficie de cualquier esféricamente simétrica, no de rotación de un cuerpo masivo, como una estrella o un planeta con ningún momento angular, es sólo el espacio-tiempo de la geometría dada por la métrica de Schwarzschild, no es diferente que el de un no-rotación de agujero negro de la misma masa (el mismo tipo de cosa que no es cierto para los cuerpos en rotación vs rotación de los agujeros negros, véase el último párrafo de la página. 39 de este pdf). Así, es de suponer que esto significa que usted podría también describir el espacio exterior de un no-rotación de las estrellas en el Gullstrand-Painlevé sistema de coordenadas, en términos de espacio que actúa como un líquido que fluye hacia el interior.

Esto no implica que las órbitas son imposibles, ya que en esta descripción de un objeto también tiene una velocidad respecto al espacio local, y su total de la velocidad es la suma de la velocidad de espacio y su velocidad en relación con el espacio, así como el total de la velocidad de un objeto en un fluido se puede dividir en la velocidad del fluido local, además de su velocidad relativa a la que el fluido local. Véase mi discusión en esta respuesta sobre el "Newton de cañón" experimento mental para obtener un mejor sentido intuitivo de cómo un objeto que está constantemente experimentando una fuerza (que puede ser un líquido), empujando hacia el centro de un círculo puede, no obstante, se mueven en una órbita debido a su propia velocidad tangencial.

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stanley dodds Puntos 206

Creo que en general hay mucha confusión alrededor de qué son los agujeros negros y lo que hacen. en realidad, solo es muy diferente de otros objetos como estrellas muy cerca o dentro del horizonte de sucesos; en la mayoría de los casos es simplemente un objeto pesado. por lo tanto objetos simplemente órbita alrededor de él como cualquier otro objeto masivo, como la trayectoria orbital no está cerca del horizonte de evento.

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