Desintegrándote mientras entras en un gran agujero negro, ¿en lugar de experimentar lo que hay dentro?

Question

Tengo problemas para conciliar estas tres cosas que he escuchado sobre agujeros negros:

1. Si caes en un agujero negro lo suficientemente grande, no experimentarás nada en particular al cruzar el horizonte de sucesos. Tendrás algo de tiempo para experimentar estar dentro del agujero negro hasta que las fuerzas de marea eventualmente se vuelvan peligrosas.
2. Alguien que te observe cayendo en el agujero negro desde afuera nunca te verá caer, sino que observará cómo tu reloj se ralentiza cada vez más, a medida que todas las señales de tu presencia se debilitan y se alargan en longitud de onda en un enfoque asintótico hacia el horizonte de eventos.
3. Todos los agujeros negros, incluso los más grandes, finalmente "se evaporan", aunque eso no sucederá completamente en ~10^100 años.

Mi interpretación amateur de los dos primeros puntos es que mientras caes en el agujero negro, en tu propio marco de referencia, el universo que dejas atrás envejecerá rápidamente desde tu perspectiva. Una vez cruces el horizonte de eventos, todo lo que una vez conociste esencialmente estará infinitamente en el pasado, y estarás en lo que podría considerarse el futuro infinito para el resto del universo.

Si considero el tercer punto, sin embargo, parece que este futuro infinito no puede existir, al menos no dentro del agujero negro. El agujero negro se desintegra antes de eso.

Esto me lleva a pensar que quizás nunca puedas experimentar el interior de un agujero negro después de todo. Más bien, simplemente te desintegrarías al cruzar el horizonte de eventos, dispersando tu masa a través de un futuro distante.

¿Tiene algún mérito esta especulación?

Answer 1

Los puntos 1, 2 y 3 son correctos, pero el resto de tu publicación no lo es.

Un observador que cae en un agujero negro no ve infinitamente hacia el futuro al mirar hacia atrás. Solo hay un tiempo finito disponible para que las señales enviadas desde muy allá del horizonte alcancen al observador que cae antes de que cruce el horizonte de eventos o poco después, intercepte la singularidad.

Esto es complicado de ver en las coordenadas de Schwarzschild mal comportadas: tanto el observador como la señal de luz se acercan asintóticamente al horizonte, pero la luz siempre alcanza al observador en un tiempo finito, pero mucho más fácil de visualizar en otros sistemas de coordenadas.

Puedes encontrar una discusión completa y respuestas que dan la derivación completa de hasta qué punto en el futuro el observador que cae puede ver (no muy lejos en absoluto) en ¿Alguien que cae en un agujero negro ve el fin del universo?

En los comentarios afirmas que no estás preguntando sobre lo que el observador puede "ver", en cuyo caso temo que estás incursionando en la metafísica. No hay acuerdo sobre el tiempo entre diferentes observadores y ningún observador mide EL tiempo. Lo más cercano que puedes llegar es colocar un transmisor muy lejos del agujero negro, que emite pulsos cada segundo. Los espacios entre esos pulsos parecerán más largos para el observador que cae, pero no infinitamente largos, y el observador recibirá un número finito de pulsos antes de ser aniquilado en la singularidad.

Por lo tanto, "... en tu propio marco de referencia, el universo que dejas atrás envejecerá rápidamente desde tu perspectiva" y "Una vez que cruzas el horizonte de eventos, todo lo que una vez conociste esencialmente estará infinitamente en el pasado" no son ciertos.

Answer 2

kshetline escribió: Mi interpretación amateur de los dos primeros elementos es que al caer en el agujero negro, en tu propio marco de referencia, el universo que dejas atrás envejecerá rápidamente desde tu perspectiva.

Esto está incorrecto, eso sucede cuando te deslizas en el horizonte. Si caes con la velocidad de escape negativa, la dilatación del tiempo cinemático se cancelará con la dilatación del tiempo gravitatorio (por lo tanto $g^{tt}$ en coordenadas de gotas de lluvia es exactamente $1$) y solo quedará el corrimiento al rojo Doppler, por lo que verás el exterior detrás de ti desplazado al rojo, no al azul. Justo frente a ti, el corrimiento al azul sería infinito, pero como el agujero negro frente a ti es negro, eso no te ayuda a ver el futuro infinito del universo.

Answer 3

Imaginemos que un espejo se encuentra muy cerca del horizonte de eventos y un pulso láser rebota en ese espejo, disparado desde arriba.

Ahora sabemos que le toma mucho tiempo al pulso regresar hasta donde está la pistola láser, porque así nos lo han dicho los expertos en agujeros negros. Se llama retraso de Shapiro.

El pulso pasa la mayor parte de ese tiempo en el tramo de regreso. La parte de descenso del viaje es rápida.

Al menos si usamos las coordenadas de Gullstrand–Painlevé lo anterior es cierto.

https://es.wikipedia.org/wiki/Coordenadas_de_Gullstrand%E2%80%93Painlev%C3%A9

Al utilizar las coordenadas de Gullstrand–Painlevé se elimina la dificultad del usuario original de conciliar lo que han dicho los expertos en agujeros negros, por lo que las coordenadas de Gullstrand–Painlevé parece ser las coordenadas correctas para que las usemos.