¿Qué se vería al dejar caer una cadena lo suficientemente fuerte y con una longitud considerable en un agujero negro?

Question

He aquí una representación visual del escenario

Aquí puedes ver que tenemos un agujero negro a la izquierda. El horizonte de sucesos es el borde del agujero negro. Usted está muy lejos del horizonte de sucesos y una cadena pasa a su lado rápidamente en dirección al agujero negro. Debido al tamaño del agujero negro y a la composición de la cadena, ésta no se romperá antes de llegar al horizonte de sucesos.

Al cabo de un rato, se produce la siguiente escena:

A medida que el extremo de la cadena se acerca al horizonte de sucesos, la cadena se ralentiza debido a la inmensa gravedad al acercarse a un estado de congelación.

Como muestro en el diagrama, puedes observar este fenómeno así como observar la cadena moviéndose rápidamente por ti hacia el agujero negro.

En cuanto a mi pregunta

¿Cómo es posible que la parte de la cadena cercana a ti parezca moverse rápidamente hacia el agujero negro, mientras que el extremo cercano al agujero negro está congelado (o cerca de él)? ¿A dónde va toda esa cadena?

Permítanme hacer la misma pregunta de otra manera..

Si la distancia entre usted y el agujero negro es de 1000 unidades, y la cadena parece estar casi congelada a 1000 unidades de usted, ¿cómo podría conciliar el hecho de ver pasar 10000 unidades de cadena a toda velocidad? ¿Cómo parecen encajar esas 10000 unidades en una distancia de 1000 unidades desde tu perspectiva?

Answer 1

Un extremo de la cadena cruza el horizonte de sucesos y ya está. Punto. No puedes recuperar ninguna información sobre lo que está ocurriendo en el interior, ya que la geodésica te llevará a la singularidad independientemente de la velocidad a la que te muevas o del horizonte de sucesos, ya que la dilatación gravitatoria del tiempo será infinita en el horizonte de sucesos.

Problemas con respecto a sus suposiciones

• Asumiendo que tu cadena es irrompible e infinita... entonces aunque cada bloque de tu cadena tenga una masa increíblemente pequeña, va a tener una masa infinita. Esto arruinará todos tus cálculos.

• Usted asumió que se puede observar el final de la cadena, sin embargo, basándose en su suposición, la longitud de la cadena era infinita, por lo que en realidad no hay final ni principio. Así que ningún observador puede observar el final de la cadena. Pones la comprobabilidad de tu pregunta fuera del alcance de cualquiera.

• Estás creando una paradoja similar a "lo que ocurre cuando un tren imparable se encuentra con un muro irrompible" (singularidad y cadena irrompible en tu ejemplo).

Answer 2

A medida que el extremo de la cadena se acerca al horizonte de sucesos, la cadena se ralentiza debido a la inmensa gravedad al acercarse a un estado de congelación.

La cadena no se ralentiza realmente. Sólo lo parece, porque la luz que sale de ella tarda cada vez más en salir del pozo gravitatorio y volver a ti.

Podrías argumentar que tu pregunta no necesita respuesta porque la apariencia de que la cadena se ralentiza es sólo una ilusión óptica y no es necesario interpretarla como una imagen de lo que realmente ocurre cerca del horizonte de sucesos.

Sin embargo, si el agujero es lo suficientemente grande y el área del experimento lo suficientemente pequeña como para despreciar la curvatura, puedes tratar el problema de forma relativista especial. En ese caso tu paradoja se resuelve mediante la contracción de Lorentz. Cuanto más abajo esté un eslabón de la cadena, más se desplazará al rojo; cuanto más se desplace al rojo, más rápido se alejará de ti; y cuanto más rápido se mueva, más se contraerá en la dirección del movimiento, con respecto a tu marco de reposo instantáneo. A medida que un eslabón se acerca al horizonte, el desplazamiento hacia el rojo llega al infinito, al igual que el factor de contracción de Lorentz, por lo que cerca del horizonte hay espacio para que se apilen arbitrariamente muchos eslabones "congelados".

Answer 3

Porque en el horizonte par la luz no puede escapar veremos ese extremo desaparecer ya que no hay más luz para que la veamos por lo que todavía está entrando en el agujero negro sólo que no podemos verlo, en cuanto a que parece que se ralentiza eso es sólo el era el espacio-tiempo ha distorsionado la luz, no de la física que se aplica a la cadena por lo que todavía va a la velocidad.

Answer 4

Lo primero que hay que recordar es que en el horizonte de sucesos de un agujero negro, la dilatación del tiempo es tan extrema que, desde nuestro marco de referencia aquí en la Tierra, el tiempo se ha detenido esencialmente. Así que no verías nada en absoluto. Podrías esperar toda tu vida y la de todos tus descendientes y no habría pasado nada. Ni un solo eslabón de la cadena se habría movido lo más mínimo. Incluso antes de que la cadena llegara al horizonte, la dilatación del tiempo habría ralentizado tanto el movimiento que éste sería extremadamente lento.

Answer 5

Me gustaría añadir algo que las otras respuestas no abordan. Redshift.

Tu pregunta es complicada porque desde el punto de vista del observador no puedes tener una cadena en movimiento y una cadena congelada al mismo tiempo.

Los observadores que se acercan arbitrariamente nunca verán nada cruzar el horizonte debido al extremo corrimiento al rojo

Al buscar un agujero negro, ¿encontraremos siempre una estrella en colapso?

La respuesta a su pregunta es el corrimiento al rojo extremo. No sólo hay una dilatación temporal extrema en el horizonte, sino también un corrimiento al rojo extremo. Así que los enlaces más cercanos al horizonte desaparecerán porque los fotones que provienen de ellos están desplazados al rojo, de modo que ya no podemos detectarlos.

Así que no hay discrepancia, el observador ve la cadena en movimiento, y los eslabones que están más cerca del horizonte desaparecerán (porque los fotones que vienen de ellos están desplazados al rojo para que no podamos detectarlos).